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L'impronta italiana nei poli tecnologici tedeschi

COSMO italiano 14.02.2022 18:59 Min. Verfügbar bis 14.02.2023 COSMO Von Filippo Proietti


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L'impronta italiana nei poli tecnologici tedeschi

Stand: 14.02.2022, 19:26 Uhr

di Agnese Franceschini e Filippo Proietti

Da Jülich nel Nordreno Vestfalia, dove si sperimenta sul futuro del calcolo ed è stato costruito il computer quantistico più potente d’Europa, a Dresda dove c’è la “Silicon Saxony Valley”. I centri di eccellenza e avanguardia tecnologica tedeschi hanno al loro vertice collaboratori italiani.

Il computer quantistico di Jülich

Il computer quantistico di Jülich

Che cos’è un Computer quantistico e come funziona?

I computer quantistici sono calcolatori che sfruttano le leggi della fisica e della meccanica quantistica, quella che studia le particelle subatomiche per accelerare e potenziare le operazioni di calcolo. Di solito i computer funzionano con i bit, che possono essere zero o uno, ma che si alternano e non possono essere contemporaneamente sia zero che uno. Grazie alle particelle più elementari della nostra materia, atomi, elettroni e quanti, appunto, possiamo avere dei cosiddetti qubit che sono contemporaneamente sia nello stato zero che in quello uno. In questo modo si possono fare calcoli in parallelo - anziché uno alla volta - moltiplicando in modo esponenziale potenza e velocità anche per calcoli estremamente complessi, con centinaia di variabili riducendo i tempi di elaborazione da anni a minuti. Quindi un computer quantistico è una macchina capace di effettuare centinaia di migliaia di calcoli al secondo.

A che cosa può servire un computer quantistico?

Secondo il fisico teorico Tommaso Calarco che è a capo proprio del istituto che ha costruito il supercomputer di Jülich, i computer quantistici che abbiamo oggi non sono ancora in grado di risolvere problemi di utilità pratica, ma il potenziale che hanno se vengono sviluppati nei prossimi 10, 15 anni è di risolvere problemi come, ad esempio, simulare e sviluppare nuovi materiali, capire e calcolare le proprietà di nuovi composti chimici e quindi anche di nuovi medicinali. Potranno inoltre riuscire a risolvere problemi di logistica, nell'ottimizzazione di percorsi e tragitti. Questo ultimo aspetto in realtà è già stato sperimentato dalla Volkswagen che ha usato proprio una macchina di questo tipo, per ottimizzare in simultanea le rotte di migliaia di taxi a Pechino.

Computer quantistici e il Coronavirus

Bisognerà aspettare 10, 15 anni, forse di più, prima che il computer quantistici siano in grado di simulare di calcolare le proprietà dei composti chimici che possono servire anche per sviluppare nuovi medicinali. Ma in futuro si potrebbero aprire degli scenari anche per la lotta di nuovi virus. Si potranno sviluppare, ad esempio, nuovi vaccini in maniera molto più rapida, molto più flessibile e in grado di reagire rapidamente anche delle nuove varianti. Al momento però questa è fantascienza.

Il computer quantistico di Jülich e le sue caratteristiche

Quello di Jülich è un computer quantistico potentissimo, ma è in grado di eseguire solo operazioni specifiche. Si occupa infatti di calcoli esclusivamente matematici e dell’ottimizzazione di diverse classi di problemi, come il controllo del traffico e l’addestramento di reti neurali, vale a dire dei modelli matematici di elaborazione dell’informazione che traggono ispirazione dal funzionamento del sistema nervoso degli esseri viventi. È molto utile per tutta una serie di applicazioni nella logistica e anche perfino nelle intelligenze artificiale.

Le difficoltà legate ai computer quantistici

Un computer quantistico è una macchina estremamente delicata, bisogna tenerlo al riparo da vibrazioni e anche da temperature elevate. In particolare, il computer superconduttivo come quello di Jülich deve funzionare temperature molto vicine allo zero assoluto, cioè a meno 273 gradi. In generale, comunque, il computer viene venduto già con un frigo, un freezer, potremmo dire, che raffredda il chip su cui vengono fatti i calcoli proprio a queste temperature così basse. Quindi quello che hanno fatto a Jülich è stato di costruire un edificio sufficientemente stabile e non soggetto a vibrazioni.

I poli tecnologici con eccellenze italiane

Un'aula piena di studenti dell'università di Dresda

Un'aula della Technische Universität di Dresda

Nella cosidetta Silicon Saxony lavora il Professor Gianaurelio Cuniberti che insegna scienza dei materiali a Dresda. Al microfono di Filippo Proietti Cuniberti loda la sinergia tra università e imprese tecnologiche che a Dresda hanno creato un polo che attira personale qualificator da tutto il mondo. A propositi di sinergia, in un mobilificio di Magdeburgo vediamo i risultati dell’incontro tra un falegname e un ricercatore dell'Istituto Fraunhofer per la gestione e l'automatizzazione nella manifattura.