Cover: Criostato del laboratorio COLD (Credits INFN C. Ligi)
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Tecnologie quantistiche:
la strategia italiana
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Siamo nel pieno della seconda rivoluzione quantistica, la fase cruciale della storia della fisica in cui stiamo imparando ad addomesticare le proprietà quantistiche della materia. Se infatti con la prima rivoluzione, a inizio Novecento, abbiamo scoperto e compreso le leggi della meccanica quantistica e creato tecnologie digitali basate su queste leggi, come i laser o i dispositivi elettronici, adesso miriamo a controllare e manipolare gli oggetti quantistici individualmente: un atomo, un elettrone, un fotone. L’impatto delle tecnologie quantistiche di seconda generazione è potenzialmente trasformativo, e l’Europa, già nel 2018, ha avviato il programma Quantum Flagship per sostenere la ricerca europea nello sviluppo di applicazioni commerciali che sfruttino appieno le risorse della quantistica. Tra gli iniziatori di questo programma c’è Tommaso Calarco, fisico, autore del documento da cui tutto è partito, il Quantum Manifesto, e attualmente incaricato di coordinare la strategia italiana per le tecnologie quantistiche. L’Italia ha già diversi progetti all’attivo in questo campo, e l’INFN vi partecipa con un ruolo da protagonista. Per citare solo alcune delle iniziative nazionali in cui l’Istituto è coinvolto, l’INFN è parte del partenariato esteso NQSTI – National Quantum Science and Technology Institute, finanziato dal PNRR per la creazione di un hub dedicato alla ricerca nelle scienze e tecnologie quantistiche, e collabora al laboratorio Q@TN, nato a Trento da un’idea dell’Università di Trento, la Fondazione Bruno Kessler e l’INFN, per la ricerca e la prototipazione di sistemi quantistici pronti per l’industrializzazione. È inoltre l’ente proponente del Centro nazionale ICSC per supercalcolo, big data e quantum computing, fondato a Bologna con fondi PNRR per lavorare su simulazioni, calcolo e analisi dei dati ad alte prestazioni. Partecipa poi a progetti internazionali come il SQMS – Superconducting Quantum Materials and Systems Centre del Fermilab (USA), ed europei come il network QUANTERA.
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Fisico specializzato nell’ottimizzazione dei processi quantistici, coordina la strategia italiana per le tecnologie quantistiche ed è da sempre impegnato in iniziative strategiche per la ricerca sulle tecnologie quantistiche a livello europeo. È tra gli autori del Quantum Manifesto, che ha condotto alla Quantum Flagship europea, e presiede, nell’ambito del programma, il Quantum Community Network. È inoltre Direttore dell’Istituto Peter Grünberg per il controllo quantistico, professore di Quantum Information all’Istituto di Fisica Teorica dell’Università di Colonia e docente presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Bologna.
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Intervista a Tommaso Calarco, tra gli autori del Quantum Manifesto, l’iniziativa che punta a mettere l’Europa in prima linea nella seconda rivoluzione quantistica, e ad oggi incaricato di coordinare la strategia italiana per le tecnologie quantistiche
Arriveremo a parlare della strategia italiana, ma partiamo da lei: da dove nasce il
suo interesse per le tecnologie quantistiche?
Il mio interesse nasce dal fatto che la meccanica quantistica è una cosa assurda, che addirittura, sorprendentemente, si può dimostrare con esperimenti. Non solo non possiamo formarci un’immagine mentale di alcuni fenomeni quantistici che accadono, ma se solo proviamo a formarci un’immagine mentale, sbagliamo. Questo è ciò che mi ha affascinato da principio e che rimane tutt’oggi un fascino per me trainante.
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