- I computer quantistici sono nati in Europa. Erano stati ideati in precedenza, ma sembravano irrealizzabili
- Ignacio Cirac e Peter Zoller hanno pubblicato nel 1995 l’articolo considerato la pietra miliare dell’informatica quantistica
Attualmente gli Stati Uniti e la Cina monopolizzano tutta l’attenzione nel campo dei computer quantistici. La loro lotta per la supremazia mondiale ha molte ramificazioni e le tecnologie quantistiche ne sono proprio una. Entrambi i paesi hanno raggiunto la supremazia quantistica e, sulla carta, sono anche i più sviluppati nel campo ancora embrionale delle telecomunicazioni quantistiche. Tuttavia, questa storia non è iniziata con loro. È nata in Europa. E lo ha fatto in un momento in cui i computer quantistici erano già stati abbozzati da un punto di vista teorico, ma sembravano irrealizzabili. Tutto è cambiato nel 1995. In quell’anno, il fisico spagnolo Ignacio Cirac e il veterano fisico austriaco Peter Zoller pubblicarono l’articolo che è unanimemente considerato la pietra miliare che sostiene la nascita dell’informatica quantistica così come la conosciamo oggi. Senza il loro lavoro, molto probabilmente i computer quantistici attuali non esisterebbero. O, almeno, sarebbero arrivati più tardi.
Tutto è iniziato con Cirac e Zoller
Le strade di questi due ricercatori si incrociarono all’inizio degli anni ’90. Ignacio Cirac aveva terminato la laurea in Fisica all’Università Complutense di Madrid nel 1988 e aveva deciso di recarsi negli Stati Uniti per completare il dottorato con il prestigioso fisico Peter Zoller. La loro collaborazione fu molto fruttuosa fin dall’inizio, tanto che insieme iniziarono a lavorare in campi tanto promettenti quanto complessi, come la crittografia quantistica e il teletrasporto. Altri ricercatori avevano già proposto la possibilità di costruire un computer quantistico, ma nessuno sapeva come farlo.
A quel tempo nessun fisico sapeva quale fosse la strategia giusta per mettere a punto un computer quantistico. Zoller e Cirac invece lo sapevano.
Nel 1994 Cirac e Zoller parteciparono a una conferenza in cui altri ricercatori spiegarono l’enorme potenziale dei computer quantistici da un punto di vista strettamente teorico. Tuttavia, all’epoca nessun fisico sapeva quale fosse la strategia giusta per mettere a punto una di queste macchine. L’ispirazione è venuta a Zoller e Cirac poco dopo aver assistito a quella conferenza, quando si sono resi conto di aver trovato il modo di costruire una macchina in grado di eseguire calcoli con bit quantistici o cubit.
Il loro articolo scientifico fu pubblicato su Physical Review Letters il 15 maggio 1995. Lo intitolarono “Quantum Computations with Cold Trapped Ions” (Calcoli quantistici con ioni freddi intrappolati) e, nonostante il suo carattere esotico, molti altri fisici si resero subito conto che ciò che Cirac e Zoller proponevano aveva un potenziale enorme. Se vogliamo fissare una data per identificare il momento in cui è nato il computer quantistico, sembra ragionevole accettare che sia il giorno in cui è stato pubblicato il testo di questi due fisici europei.
In ogni caso, uno dei loro maggiori successi è stata la capacità di riunire il mondo delle teorie astratte dell’informatica quantistica su cui lavoravano altri fisici prima di loro con la fisica atomica, la fisica molecolare e l’ottica. Infatti, il titolo del loro testo scientifico contiene già uno dei tipi di cubit più avanzati attualmente disponibili: i bit quantistici a trappola ionica. Honeywell e IonQ sono due delle aziende che hanno raccolto il testimone e, diversi decenni dopo, sono riuscite a mettere a punto questo tipo di macchine quantistiche.
Il riconoscimento della comunità scientifica non si è fatto attendere. Zoller e Cirac si sono affermati come due figure centrali nella formazione di gruppi di ricerca internazionali e, soprattutto, entrambi si sono impegnati attivamente nella costituzione di programmi europei per lo sviluppo delle tecnologie quantistiche. Zoller collabora strettamente dall’inizio degli anni 2000 con l’Istituto per l’Informazione e l’Ottica Quantistica di Innsbruck (Austria). Cirac dirige dal 2001 la Divisione Teorica dell’Istituto Max Planck di Ottica Quantistica con sede a Garching, una tranquilla località a pochi chilometri da Monaco (Germania).
L’Europa non è riuscita a trasferire la sua leadership accademica all’industria
L’impulso di Ignacio Cirac, Peter Zoller e molti altri scienziati con cui hanno lavorato non è stato sufficiente per consegnare all’Europa la leadership industriale nel campo dei computer quantistici. Attualmente il Vecchio Continente rimane una potenza mondiale nella ricerca grazie al lavoro svolto dai gruppi di fisica quantistica dell’Università di Tecnologia di Delft, nei Paesi Bassi; dall’Istituto Max Planck di Ottica Quantistica, in Germania; il Politecnico Federale di Zurigo, in Svizzera; il Centro di Tecnologie Quantistiche di Parigi, in Francia; il Centro Nazionale di Calcolo Quantistico, nel Regno Unito; o l’Istituto di Scienze Fotoniche, in Spagna, tra le altre istituzioni accademiche.
La leadership nella ricerca scientifica non garantisce necessariamente la leadership industriale nelle applicazioni derivate da tali innovazioni tecniche
Ma non basta. La leadership nella ricerca scientifica non garantisce necessariamente la leadership industriale nelle applicazioni derivate da tali innovazioni tecniche. Questo è il grande problema che ha avuto l’Europa. Non è riuscita a trasferire la sua leadership accademica all’industria.
Come abbiamo visto, il Vecchio Continente aveva un vantaggio scientifico in questo campo, ma lo ha perso perché in appena cinque anni alcune aziende e laboratori internazionali hanno investito molto denaro per potenziare pochi gruppi e hanno ottenuto un progresso esponenziale in questo settore. Questo ci ricorda quanto sia importante osservare ciò che è strategicamente interessante e non perdere di vista l’obiettivo. Questo campo è stato costruito dall’Europa.
Solo due decenni e mezzo fa, l’informatica quantistica era considerata “folle”, eppure l’Europa è stata in grado di portare avanti una ricerca molto basilare e innovativa che all’epoca non aveva un futuro molto chiaro, l’ha fatta progredire notevolmente e quando è arrivato il momento di trasferirla al mondo dell’industria è rimasta indietro. “Probabilmente la colpa è del nostro tessuto scientifico e, soprattutto, del nostro tessuto imprenditoriale, che è meno innovativo e fa più fatica a lanciarsi in questo tipo di iniziative rischiose”, sostiene Juan José García Ripoll.
In Europa ci sono aziende che si occupano di computer quantistici. L’austriaca Alpine Quantum Technologies, la finlandese IQM, la britannica Oxford Quantum Circuits, la francese Pasqal, la tedesca eleQtron, la svizzera Terra Quantum o la spagnola Qilimanjaro Quantum Tech sono sempre più competitive. Tuttavia, per il momento le loro dimensioni non consentono loro di competere alla pari con le divisioni specializzate in computer quantistici delle società statunitensi IBM, Honeywell, Google, Intel o Microsoft. La Cina gioca in un altro campionato. I centri di ricerca e le aziende godono del sostegno incondizionato del governo cinese, quindi le risorse a loro disposizione sono ingenti. E i risultati danno loro ragione.
