Sono diverse le tecnologie emergenti che da dopo la pandemia si stanno rapidamente evolvendo e che, con ogni probabilità, nel prossimo decennio costituiranno il paradigma digitale di riferimento a livello globale. Tra queste vi è sicuramente il quantum computing che, pur trovandosi in una fase di sviluppo sostanzialmente embrionale, sta già catturando l’attenzione su un piano globale. A dimostrazione di ciò, sono numerose le start up innovative e le multinazionali che si sono attivamente prodigate nelle attività di sperimentazione, nella speranza di poter in futuro godere di un forte vantaggio nei confronti dei diretti competitor che non hanno avuto la medesima prontezza.
Ad oggi, gli effetti diretti sull’efficienza produttiva, oltre che di processo, delle imprese sono ancora difficili da quantificare in maniera puntuale. Ciò che è sicuro è che ci si attende molto da questa tecnologia, soprattutto sui seguenti tre versanti: la rapidità con cui permetteranno di fornire una soluzione a domande complesse, l’elevato livello di difficoltà dei compiti stessi che sarà possibile risolvere ed infine la versatilità dei nuovi computer, ovvero la loro capacità di poter operare in pressoché la totalità del sapere scientifico.
IL FUNZIONAMENTO DEI COMPUTER QUANTISTICI
La nascita del quantum computing si deve a Richard Feynman, scienziato che per primo teorizzò la possibilità di costruire complessi calcolatori fondati sulle peculiarità proprie della meccanica quantistica. Il processo di sperimentazione che ne è derivato ha avuto inizio negli anni ’80 e sta tutt’ora proseguendo.
Da un punto di vista scientifico, i computer quantistici sono strumenti radicalmente diversi da quelli di cui usufruiamo tutti i giorni.
Infatti, i laptop classici, oltre che gli smartphone, sono costruiti sulla base dei bit, unità di informazione in grado di immagazzinare valori binari, 0 oppure 1. Al contrario, il calcolo quantistico poggia le sue basi sui cosiddetti qbits, i quali possono dare luogo al fenomeno della sovrapposizione. In altre parole, sono in grado di rappresentare non solo i valori binari, bensì anche ogni loro combinazione intermedia. Detta proprietà consente ai computer quantistici di esplorare più sentieri paralleli, anziché dover effettuare calcoli separati per giungere a risultati distinti. Un’altra importante proprietà che questi formidabili calcolatori possono sfruttare è detta entangelment, consistente nella possibilità per i qbits di agire in maniera interdipendente. Diretta conseguenza di ciò è quella di conseguire aumenti di scala esponenziali, anziché lineari, nella potenza di calcolo all’aumentare dei qbits stessi incorporati nel calcolatore.
Sfruttando le potenzialità sinora descritte, da una commercializzazione su larga scala deriverebbero immensi benefici a livello globale. Ad esempio, nella ricerca e sviluppo farmaceutica si otterrebbero ingenti riduzioni dei tempi di ricerca e sviluppo di vaccini e farmaci, da cui un incalcolabile risparmio di risorse e tempo. Allo stesso modo, nel campo della finanza, con algoritmi di natura quantistica si potrà effettuare una più accurata gestione dell’incertezza, di cui ogni operazione di natura economico-finanziaria è portatrice. Basti pensare che ad oggi i più complessi problemi di ottimizzazione richiedono forti assunzioni semplificatrici, che invece mediante il quantum computing potranno essere in gran parte rimosse, riuscendo ad effettuare una computazione in un contesto molto rassomigliante alla realtà che ci circonda.
TREND ECONOMICI SULLE TECNOLOGIE QUANTISTICHE
Il quantum computing fa parte del più ampio gruppo delle tecnologie quantistiche, insieme al quantum sensing ed alle comunicazioni quantistiche.
Effettuando un’indagine a livello nazionale su tutti e tre i segmenti, secondi un report di McKinsey, notiamo come la Cina sia sicuramente tra i Paesi più attivi nel campo delle tecnologie quantistiche stesse. Ciò è particolarmente evidente se osserviamo i dati relativi alle attività di brevettazione avvenute nell’asso temporale che va dal 2000 fino al 2022.
Quanto detto vale altresì a livello finanziario, dato che l’impegno assunto dal governo cinese supera di gran lunga i principali diretti concorrenti, tra cui spiccano l’Unione Europea e gli USA. In particolare, secondo la stessa fonte, l’impegno di spesa assunto dalla Cina, per mezzo di programmi avviati a partire dal 2022, ammonta ad oltre 15 miliardi di dollari, a fronte di valori per UE e USA di rispettivamente 8.4 e 3.7 miliardi di dollari.
Effettuando un ulteriore focus sulle fonti di finanziamento, negli ultimi anni si sta assistendo ad una dinamica ben chiara. In particolare, i sussidi indirizzati verso progetti di ricerca e sviluppo si stanno sempre più spostando da centrali private ad altre di natura pubblica. Nello specifico, secondo dati di Statista, nel 2023 si è assistito ad una decrescita di circa il 50% dei fondi provenienti dai venture capital, essendo passati dal picco degli oltre 2 miliardi del 2022 ad un valore di circa 1,2 miliardi di dollari. Il declino più marcato si è verificato negli USA (-80%), mentre più contenuto è stato il calo nelle regioni Asiatiche (-17%). In controtendenza è invece il valore europeo, che nel 2023 è stato pari al 3%. Quanto detto sinora appare fortemente singolare, se si tiene presente che tra il 2001 al 2022 i finanziamenti dei venture capital nel campo delle tecnologie quantistiche hanno rappresentato da soli circa il 45% delle risorse totali, mentre il settore pubblico ha contribuito solamente per il 5%.
Tuttavia, quanto appena descritto non deve essere interpretato come un calo della fiducia verso le applicazioni della meccanica quantistica, dato che è possibile osservare le stesse dinamiche anche livello macro complessivo.
Dall’altro lato, a fronte della appena descritta tendenza decrescente sul versante dei privati, i singoli Stati stanno effettuando importanti sforzi per garantire la presenza sul proprio territorio di campioni nazionali e di imprese altamente innovative nel settore delle tecnologie quantistiche. Sono infatti più di 20 i governi che hanno formulato le proprie roadmap e misure di policy puntuali.
Considerando separatamente i tre segmenti sinora analizzati, il QC è sicuramente il più promettente, oltre ad essere quello che ha attirato maggiori risorse finanziarie provenienti sia dal settore pubblico che privato. Ciò, ad esempio, è evidenziato in maniera particolarmente efficace dall’ammontare di finanziamenti verso startup di tecnologie quantistiche registrato nell’anno 2022. Circa il 79,4% di detti fondi è stato indirizzato verso il segmento del QC, mentre solamente il 14,7% e il 5,8% verso rispettivamente quelli delle comunicazioni quantistiche e del quantum sensing.
In ottica futura, le stime indicano un mercato delle tecnologie quantistiche che genererà entro il 2040 ricavi per oltre 100 miliardi di dollari. Peraltro, secondo le medesime, il segmento del QC contribuirà a garantire oltre l’87% di detta fetta totale.
Tuttavia, la flessione della dinamica dei finanziamenti privati, cui si accennava in precedenza, ha avuto altresì un impatto significativo sul segmento del QC. Secondo uno studio del 2024, la dinamica di creazione di nuove startup è stata significativamente peggiore nel 2023 in confronto ai valori del 2022. Infatti, in quest’ultimo anno, tutti i paesi posizionati nei primi sette posti a livello globale erano riusciti ad incrementare le imprese innovative di quantum computing rispetto a quanto fatto registrare nel 2021.
Peraltro, oltre alla dinamica economico-finanziaria appena trattata, da un sondaggio condotto da Zapata computing, emerge come una forte barriera all’adozione del quantum computing da parte delle imprese sia, allo stato attuale, rappresentata dalle preoccupazioni che sorgono in tema di sicurezza. Questo aspetto è oggetto specifico anche di un recente report pubblicato dalla Federal Reserve.
Tra gli altri sostanziali ostacoli all’avvicinamento al quantum computing da parte delle imprese si annoverano: incompatibilità tra lo stesso e lo stock tecnologico già in dotazione, la mancanza di reale bisogno, oltre che una penuria di talenti interni in materia quantistica.
Dall’altro lato, la maggior parte delle imprese che si è avvicinata al mondo del quantum computing l’ha fatto per poter sperimentare una miglior performance a livello di business, mentre le restanti motivazioni concernono tematiche quali il miglioramento del proprio posizionamento competitivo, lo sviluppo del capitale umano di impresa, oltre che il godimento dei numerosi vantaggi derivanti dall’essere un first mover.
Infine, andando più nel dettaglio, stando ai dati dal 2018 al 2022, il segmento del quantum computing rivelatosi più attraente per le incumbent è stato quello dei software applicativi. In quest’ultimo, nel periodo considerato, sono state create ben 53 nuove imprese, a fronte di valori sostanzialmente inferiori per i segmenti delle componenti, dell’hardware, dei software di sistema e dei servizi.
IL QUANTUM COMPUTING NELL’UNIONE EUROPEA
Anche l’Unione Europea sta profondendo importanti sforzi per rafforzare le proprie conoscenze in ambito di quantum computing. Quest’ultimo, come sottolineato dall’ultimo report sullo stato del digital decade, è considerato tra i principali mezzi con cui si potranno conseguire in questo decennio importanti miglioramenti sul fronte della produttività e competitività. L’impegno di spesa in ambito comunitario, dal 2018 ad oggi, supera gli 8 miliardi di euro. Tra i principali progetti lanciati a livello europeo ricordiamo la quantum technologies flagship, un’iniziativa decennale inaugurata proprio nel 2018, e per cui è stato stanziato un budget di un miliardo di euro. Il percorso ipotizzato in sede europea è articolato su due momenti: un target intermedio, ovvero la costruzione di un computer con accelerazione quantistica entro il 2025, ed uno finale, consistente nell’avere tre computer quantistici entro il 2030. L’UE sta viaggiando spedita e si prospetta il raggiungimento del primo target entro tempi brevi.
Sempre in ambito comunitario, oltre al digital decade, un altro documento chiave in materia quantistica è l’european declaration on quantum technologies. Tramite quest’ultima, siglata a fine 2023, i Paesi membri si sono impegnati ad iniziare un percorso di coordinamento e sostegno reciproco, sia tra di loro che con la Commissione, per raggiungere l’obiettivo comune di rendere l’Europa “the quantum valley of the world”.
CONCLUSIONI
Per far sì che le iniziative attualmente in atto diano i frutti sperati, appare opportuno cominciare già da ora ad operare un forte programma di rafforzamento dell’istruzione accademica, allineando i bisogni del prossimo decennio delle imprese alle skills di cui disporrà buona parte della forza lavoro del futuro. Questo per evitare gli errori già fatti con molte altre tecnologie attualmente costituenti il paradigma di riferimento del mondo digitale. Basti pensare che parte della popolazione mondiale è priva delle competenze digitali, anche solo ad un livello intermedio.
Peraltro, un punto che negli anni a venire merita piena attenzione, e che sinora è stato solamente vagamente esplorato, è quello riguardante le interdipendenze che potrebbero venirsi a creare tra intelligenza artificiale e calcolo quantistico. Infatti, come sottolineato da numerosi esperti del settore, è bene prendere contezza del fatto che queste due tecnologie possono essere a tutti gli effetti considerate come complementari, e che quindi gli avanzamenti conseguiti su una delle due possano aprire nuove possibilità di applicazione,oltre che di ricerca, altresì sull’altra.
