L’ingegneria quantistica sta entrando in una nuova età dell’oro della scoperta. Solo nell’ultimo anno, ricercatori di tutto il mondo hanno spinto i confini dell’ultra-piccolo, raggiungendo risultati che si pensava fossero lontani decenni. Dai computer quantistici che superano i supercomputer classici, alle reti quantistiche che trasmettono dati tramite entanglement, ai sensori quantistici che rilevano i segnali più deboli, e ai materiali quantistici che rivelano nuovi stati esotici della materia – i recenti progressi abbracciano tutti gli angoli di questo campo all’avanguardia. Di seguito, esploriamo i principali sotto-campi dell’ingegneria quantistica, evidenziamo le scoperte chiave dell’ultimo anno e spieghiamo in termini accessibili cosa significano questi sviluppi per il nostro futuro.
Calcolo Quantistico: Più Vicini a Macchine Quantistiche Utili
Il processore quantistico topologico Majorana 1, presentato all’inizio del 2025, è un chip a 8 qubit che utilizza un nuovo materiale “superconduttore topologico” per qubit più stabili. Questo approccio rivoluzionario, guidato da Microsoft e dai fisici della UC Santa Barbara, promette qubit intrinsecamente resistenti agli errori universityofcalifornia.edu.
Il calcolo quantistico sfrutta le proprietà bizzarre dei bit quantistici (qubit) – che possono esistere come 0 e 1 contemporaneamente – per eseguire calcoli ben oltre le capacità dei computer ordinari. Nel 2024 e 2025, il calcolo quantistico ha compiuto diversi grandi passi verso la praticità:
- Superare i Supercomputer Classici: L’ultimo chip quantistico di Google, “Willow”, ha eseguito un compito computazionale in meno di cinque minuti che richiederebbe a un supercomputer di punta circa 10 settilioni (10^25) di anni blog.google. Questa dimostrazione spettacolare del “vantaggio quantistico” mostra come certi problemi (come la simulazione di molecole complesse o la risoluzione di puzzle di ottimizzazione) siano assolutamente fuori portata per le macchine classiche, ma risolvibili con processori quantistici.
- Svolta nella correzione degli errori: Forse ancora più importante, il chip Willow di Google con 70 qubit ha dimostrato che aggiungere più qubit può ridurre esponenzialmente gli errori – risolvendo di fatto una ricerca trentennale nella correzione degli errori quantistici blog.google. “Questo risolve una delle principali sfide nella correzione degli errori quantistici che il settore persegue da quasi 30 anni,” ha scritto Hartmut Neven, direttore di Google Quantum AI blog.google. Operando al di sotto della soglia di correzione degli errori, Willow ha fornito la prova più chiara finora che il calcolo quantistico scalabile e tollerante agli errori è realizzabile blog.google. Gli esperti lo hanno definito “il prototipo più convincente di un qubit logico scalabile mai realizzato… un forte segnale che computer quantistici utili e molto grandi possono essere costruiti” blog.google.
- Arrivano i qubit topologici: In un altro straordinario progresso, un team Microsoft/UCSB ha creato i primi qubit topologici della storia – qubit esotici conservati in una nuova fase della materia chiamata superconduttore topologico universityofcalifornia.edu. Questi qubit (realizzati in un chip prototipo a 8 qubit chiamato Majorana 1) sfruttano i modi zero di Majorana – strani quasiparticelle che sono i propri antiparticelle – per codificare informazioni con una protezione intrinseca dal rumore universityofcalifornia.edu. “Abbiamo creato un nuovo stato della materia, chiamato superconduttore topologico,” ha spiegato il dottor Chetan Nayak, direttore di Microsoft Station Q, aggiungendo che i loro risultati dimostrano “possiamo farlo, farlo velocemente e farlo con precisione” universityofcalifornia.edu. I qubit topologici sono intrinsecamente più stabili, potenzialmente permettendo computer quantistici che richiedono molti meno qubit di correzione degli errori. Microsoft ha persino annunciato una roadmap per scalare questa tecnologia fino a un milione di qubit su un singolo chip nei prossimi anni azure.microsoft.com – un obiettivo ambizioso che, se realizzato, sarebbe trasformativo.
- Espansione e slancio nel settore: Le aziende leader continuano a gareggiare per aumentare il numero di qubit e migliorare le prestazioni. IBM ora gestisce alcuni dei più grandi processori quantistici superconduttori al mondo (recentemente ha superato i 400+ qubit su un singolo chip, con un chip da 1.121 qubit in arrivo) ed esplora “supercomputer quantistici centrati sul quantum” modulari che potrebbero raggiungere i 100.000 qubit nel prossimo decennio pme.uchicago.edu. È importante sottolineare che l’industria e il mondo accademico stanno collaborando per rendere utile il calcolo quantistico: ad esempio, i ricercatori hanno iniziato a integrare algoritmi quantistici con l’IA e il calcolo ad alte prestazioni per affrontare problemi di chimica e materiali thequantuminsider.com. Già ora, aziende nei settori farmaceutico, energetico, finanziario e aerospaziale stanno sperimentando i computer quantistici per compiti reali time.com. Come hanno scritto due CEO del settore su Time magazine, “l’era quantistica è già iniziata”, con hardware e software quantistici che avanzano a “velocità vertiginosa” negli ultimi 18 mesi time.com.
Cosa ci aspetta? Con questi progressi, il calcolo quantistico sta gradualmente perdendo la sua reputazione di sogno lontano e si sta avvicinando a uno strumento per la risoluzione di problemi reali. Qubit corretti dagli errori e qubit topologici stabili potrebbero arrivare entro pochi anni, consentendo macchine che superano in modo affidabile i supercomputer classici in compiti utili. Le implicazioni sono immense: potremmo progettare nuovi farmaci e materiali simulando la chimica a livello quantistico, ottimizzare logistica complessa e modelli di IA, e persino risolvere problemi oggi intrattabili. Sebbene rimangano delle sfide (scalare a migliaia o milioni di qubit, migliorare la qualità dei qubit e ridurre i costi), i recenti progressi suggeriscono che computer quantistici utili potrebbero arrivare molto prima di quanto molti si aspettassero. Come osserva un rapporto, invece di un singolo “momento lampadina”, la rivoluzione quantistica sta arrivando attraverso “progressi nelle prestazioni, problemi risolti e creazione di valore duraturo” – spesso dietro le quinte, ma già in corso time.com.
Comunicazione quantistica: costruire l’internet quantistico
La comunicazione quantistica utilizza stati quantistici (come fotoni entangled) per consentire trasferimenti di informazioni ultra-sicuri e istantanei. A differenza dei segnali tradizionali, le informazioni quantistiche possono essere trasmesse in modi che gli intercettatori non possono intercettare senza essere rilevati, gettando le basi per una Internet quantistica inviolabile. Nell’ultimo anno, ci sono stati notevoli progressi che avvicinano questa visione alla realtà:- Teletrasporto su fibra esistente: In un esperimento senza precedenti, gli ingegneri della Northwestern University hanno teletrasportato informazioni quantistiche su 30 km di cavo in fibra ottica che trasportava contemporaneamente traffico Internet normale news.northwestern.edu. Hanno ottenuto il teletrasporto quantistico (trasferendo lo stato di un qubit da una posizione all’altra, tramite entanglement) su fibra standard evitando accuratamente interferenze dai flussi di dati classici. “Questo è incredibilmente entusiasmante perché nessuno pensava fosse possibile,” ha detto il Prof. Prem Kumar, che ha guidato lo studio news.northwestern.edu. “Il nostro lavoro mostra una strada verso reti quantistiche e classiche di nuova generazione che condividono un’infrastruttura unificata… in pratica, apre la porta a portare le comunicazioni quantistiche al livello successivo.” news.northwestern.edu Trovando la “finestra” di lunghezza d’onda giusta e filtrando il rumore, il team ha dimostrato che i segnali quantistici possono coesistere con il traffico Internet quotidiano nella stessa fibra news.northwestern.edu. Questo significa che potremmo non aver bisogno di cavi quantistici dedicati; la futura Internet quantistica potrebbe viaggiare sulle reti in fibra di oggi, abbattendo drasticamente le barriere di implementazione news.northwestern.edu.
- Entanglement a lunga distanza, intatto: Nell’aprile 2025, i ricercatori dei T-Labs di Deutsche Telekom e Qunnect hanno dimostrato la distribuzione sostenuta di fotoni entangled su 30 km di fibra commerciale con una fedeltà del 99%, ininterrottamente per 17 giorni telekom.com. Questa stabilità e continuità di servizio sono senza precedenti. Dimostra che i collegamenti entangled – la spina dorsale delle reti quantistiche – possono essere mantenuti in modo affidabile in condizioni reali. Una fedeltà di entanglement costantemente elevata su lunghe distanze è un passo cruciale verso ripetitori e reti quantistiche su larga scala. Il fatto che sia stato ottenuto su fibra standard già installata nella Berlino metropolitana sottolinea che la tecnologia delle reti quantistiche sta uscendo dal laboratorio per entrare in contesti pratici telekom.com.
- Espansione delle reti quantistiche: In tutto il mondo, i testbed per la comunicazione quantistica si stanno espandendo rapidamente. Progetti nazionali stanno collegando città con linee in fibra quantistica criptata e satelliti. Ad esempio, la Cina dispone di un collegamento quantistico operativo di 2.000 km tra Pechino e Shanghai utilizzando satelliti e fibre per la distribuzione di chiavi quantistiche (QKD), e collaborazioni europee stanno collegando più paesi in una nascente “spina dorsale quantistica”. Negli Stati Uniti, laboratori nazionali e università hanno creato testbed di reti quantistiche metropolitane (come la rete di 124 miglia del Chicago Quantum Exchange) per sperimentare lo scambio di entanglement e i ripetitori quantistici. Tutti questi sforzi convergono verso l’obiettivo finale: una internet quantistica globale che consenta comunicazioni totalmente sicure e il calcolo quantistico distribuito. Recenti progressi in memorie quantistiche e nodi ripetitori (dispositivi che immagazzinano ed estendono l’entanglement) stanno migliorando la distanza e l’affidabilità dei collegamenti quantistici news.northwestern.edu, mentre piccoli satelliti quantistici hanno dimostrato la capacità di trasmettere fotoni entangled tra continenti.
Cosa ci aspetta? Nel prossimo futuro, aspettati che le comunicazioni protette quantisticamente inizino a proteggere i dati sensibili. Banche, governi e fornitori di servizi sanitari stanno già testando la QKD per la crittografia inviolabile dei collegamenti critici. Con la crescita delle reti quantistiche, vedremo l’avvento delle cloud quantistiche – reti sicure in cui i computer quantistici possono essere accessibili da remoto con l’entanglement a garantire la privacy. Alla fine, una vera internet quantistica potrebbe collegare dispositivi quantistici in tutto il mondo, consentendo imprese come il calcolo quantistico cieco (eseguire calcoli su un server quantistico remoto con privacy garantita) e sincronizzare orologi atomici in tutto il mondo con una precisione senza precedenti. In sintesi: la comunicazione quantistica promette un Internet immune alle intercettazioni, proteggendo la nostra futura infrastruttura digitale anche contro computer quantistici che potrebbero violare la crittografia attuale.
Quantum Sensing: Precisione senza precedenti e nuove frontiere
Il quantum sensing applica fenomeni quantistici per misurare grandezze fisiche con estrema sensibilità e precisione, ben oltre i sensori convenzionali. Sfruttando effetti come la sovrapposizione e l’entanglement, i sensori quantistici possono rilevare minime variazioni di campi, forze e tempo. I recenti progressi stanno offrendo capacità di sensori che sembrano quasi fantascienza:
- Immaginare atomi e campi su scala atomica: A metà 2024, un team internazionale guidato dal Forschungszentrum Jülich in Germania ha presentato il primo sensore quantistico al mondo per il “mondo atomico” – un sensore in grado di rilevare campi elettrici e magnetici con una risoluzione spaziale di un decimo di angstrom (10^−10 m), circa la dimensione di un singolo atomo fz-juelich.de. Ci sono riusciti attaccando una singola molecola alla punta di un microscopio a scansione, utilizzando lo spin quantistico della molecola per rilevare i campi a distanza estremamente ravvicinata fz-juelich.de. “Questo sensore quantistico è rivoluzionario, perché fornisce immagini dei materiali ricche come una risonanza magnetica e allo stesso tempo stabilisce un nuovo standard per la risoluzione spaziale,” ha dichiarato il Dr. Taner Esat, autore principale fz-juelich.de. In altre parole, possono visualizzare paesaggi elettromagnetici all’interno dei materiali atomo per atomo – una capacità che rivoluzionerà la nostra comprensione dei materiali, della catalisi e della nanoelettronica. Questo strumento può sondare difetti nei chip quantistici, mappare atomi in un semiconduttore o persino ispezionare biomolecole, tutto con un dettaglio senza precedenti.
- Sensoriamento Quantistico Parallelo e Misurazioni Migliori: Alla fine del 2024, gli scienziati dell’Oak Ridge National Lab (ORNL) hanno riportato una nuova piattaforma di rilevamento potenziata dal quantistico che utilizza luce compressa per migliorare la sensibilità su più sensori contemporaneamente ornl.gov. Inviando fotoni appositamente correlati (doppie fasci di luce con proprietà di rumore collegate quantisticamente) in una matrice di quattro sensori, hanno ottenuto miglioramenti simultanei della sensibilità di circa il 23% su tutti i sensori rispetto ai limiti classici ornl.gov. Questa è una delle prime dimostrazioni di sensoriamento quantistico parallelo, dove più posizioni vengono sondate con vantaggio quantistico allo stesso tempo. “Tipicamente, si usano le correlazioni [quantistiche] per migliorare una misurazione… Quello che abbiamo fatto è stato combinare sia le correlazioni temporali che spaziali per sondare diversi sensori contemporaneamente e ottenere un miglioramento quantistico simultaneo per tutti,” ha spiegato Alberto Marino dell’ORNL ornl.gov. Questo approccio potrebbe essere cruciale per applicazioni come la rilevazione della materia oscura, dove grandi array di sensori devono tutti essere spinti oltre la sensibilità classica ornl.gov. Potrebbe anche consentire una diagnostica medica e un imaging quantistico più rapidi, catturando più dati in un’unica misurazione.
- Sensori Quantistici nella Vita Quotidiana: Le tecnologie di rilevamento quantistico stanno anche maturando per l’uso nel mondo reale. Ad esempio, i magnetometri quantistici basati su centri di vacanza di azoto (NV) nel diamante possono ora rilevare i deboli segnali magnetici dell’attività neurale nel cervello o la presenza di minerali rari nel sottosuolo, compiti prima impossibili senza macchinari enormi. I sensori interferometrici a atomi ultrafreddi sono in fase di test sul campo per sistemi di navigazione che non si basano sul GPS, misurando minimi cambiamenti di inerzia e gravità per tracciare i movimenti con estrema precisione. E i progressi negli orologi atomici continuano a battere record: i migliori orologi a reticolo ottico di oggi sono così precisi che possono misurare la dilatazione temporale gravitazionale di Einstein su una differenza di altezza di appena un millimetro, rilevando come il tempo scorra leggermente più lentamente vicino al pozzo gravitazionale terrestre physicsworld.com. Questa precisione incredibile trasforma di fatto gli orologi in sensori di gravità e potrebbe portare a nuove tecniche di geodesia (mappando le variazioni di densità della Terra tramite la dilatazione temporale).
Cosa c’è dopo? I sensori quantistici sono sul punto di rivoluzionare molti settori. In ambito sanitario, i magnetometri SQUID e i sensori a base di diamante potrebbero consentire scansioni MRI a ultra-alta risoluzione o interfacce cervello-macchina rilevando minuscoli campi biomagnetici. Nella navigazione e nella geologia, gravimetri e accelerometri quantistici possono offrire navigazione indipendente dal GPS per aeromobili ed esplorazioni sotterranee rilevando anomalie gravitazionali o cambiamenti inerziali. La difesa nazionale utilizzerà sensori quantistici per rilevare oggetti stealth o strutture sotterranee (notando sottili variazioni di gravità o di campi magnetici). Anche la ricerca sulla materia oscura e sulle onde gravitazionali ne trae beneficio: l’estrema sensibilità dei dispositivi quantistici apre nuove finestre sulla fisica fondamentale. Man mano che questi sensori diventano più compatti e robusti, possiamo aspettarci una nuova era di strumenti che misurano il mondo (e l’universo) con precisione senza precedenti, offrendoci feedback e capacità che prima erano semplicemente irraggiungibili.
Materiali quantistici: alla scoperta dei mattoni dell’era quantistica
Alla base di tutti i progressi sopra descritti ci sono i materiali quantistici – sostanze con straordinarie proprietà quantistiche che rendono possibili nuove tecnologie. I materiali quantistici includono superconduttori (che conducono elettricità senza resistenza), isolanti topologici (che conducono lungo i bordi ma non all’interno), magneti quantistici e altre fasi esotiche della materia. Nell’ultimo anno, gli scienziati hanno fatto scoperte entusiasmanti nella scienza dei materiali quantistici, avvicinandoci a traguardi come superconduttori pratici e qubit a tolleranza d’errore:
- Superconduttori topologici – Un nuovo stato della materia: Uno dei risultati di punta è stata la creazione di un superconduttore topologico nel processore quantistico Microsoft/UCSB discusso in precedenza. Ingegnerizzando un materiale ibrido composto da un semiconduttore (arseniuro di indio) e un superconduttore (alluminio) e raffreddandolo quasi allo zero assoluto sotto specifici campi magnetici, i ricercatori hanno indotto una nuova fase della materia che ospita modi zero di Majorana alle sue estremità azure.microsoft.com. Questi modi di Majorana sono la pietra angolare dei qubit topologici, poiché immagazzinano l’informazione quantistica in modo non locale (l’informazione è “distribuita” nel materiale e quindi protetta). “Per quasi un secolo, queste quasiparticelle sono esistite solo nei libri di testo. Ora possiamo crearle e controllarle a comando,” ha osservato il team Microsoft azure.microsoft.com. La realizzazione di una fase superconduttrice topologica non è solo una svolta per il calcolo, ma anche un tour de force della scienza dei materiali – confermando in laboratorio uno stato della materia teorizzato da tempo. I superconduttori topologici sono entusiasmanti perché potrebbero consentire dispositivi elettronici senza perdita di energia e qubit quantistici intrinsecamente robusti. Il risultato di quest’anno è una prova di concetto che tali materiali possono essere creati e manipolati, aprendo la strada all’elettronica quantistica di nuova generazione.
- Nuove fasi quantistiche e superconduttori “non convenzionali”: I ricercatori stanno anche scoprendo materiali quantistici naturali con proprietà insolite. In un esempio, un team della Cornell University ha trovato prove di uno stato di “pair density wave” in un composto chiamato ditellururo di uranio (UTe₂) – essenzialmente un motivo cristallino di coppie di elettroni in un superconduttore physics.cornell.edu. Questo nuovo stato è una forma di materia quantistica topologica in cui le coppie di Cooper (le coppie di elettroni responsabili della superconduttività) si dispongono in un motivo ad onda stazionaria invece che nel solito condensato uniforme physics.cornell.edu. “Quello che abbiamo rilevato è un nuovo stato di materia quantistica – un’onda di densità di coppia topologica composta da coppie di Cooper spin-triplet,” ha detto il Dr. Qiangqiang Gu, sottolineando che è la prima volta che uno stato del genere viene osservato physics.cornell.edu. I superconduttori spin-triplet (a parità dispari) come UTe₂ sono il sacro graal perché potrebbero supportare naturalmente le modalità di Majorana per il calcolo quantistico physics.cornell.edu. Questa scoperta suggerisce che la natura potrebbe ospitare fasi quantistiche mai viste prima, con proprietà pronte per essere sfruttate nelle tecnologie future. Nel frattempo, i ricercatori di scienza dei materiali stanno facendo progressi nella sintesi di nuovi materiali bidimensionali (come un nuovo materiale 2D heavy-fermion CeSiI che mostra strani comportamenti elettronici azonano.compurdue.edu) e nella combinazione di materiali in modi ingegnosi – ad esempio, impilando fogli di grafene a un “angolo magico” per indurre la superconduttività, o interfacciando magneti e superconduttori per generare nuovi effetti. Ogni nuovo materiale quantistico scoperto o creato amplia la tavolozza di strumenti che gli ingegneri avranno a disposizione per costruire dispositivi quantistici.
- Materiali per Qubit e Dispositivi: Gran parte dell’ingegneria quantistica dipende dal trovare materiali che possano ospitare qubit con bassi tassi di errore. Nell’ultimo anno, ci sono stati progressi su più fronti. I ricercatori hanno dimostrato che i difetti nei semiconduttori a banda larga (come le vacanze nel diamante o i droganti nel carburo di silicio) possono servire come qubit stabili che funzionano anche a temperatura ambiente, il che potrebbe essere ottimo per sensori quantistici e semplici processori quantistici. Un altro sforzo ha dimostrato la realizzazione di qubit dall’elemento delle terre rare erbio incorporato in diversi ospiti cristallini, evidenziando come la scelta del materiale influenzi le proprietà quantistiche pme.uchicago.edu. Esplorando nuovi materiali ospiti per sistemi di qubit già noti (spin di erbio, quantum dot di silicio, ecc.), gli scienziati stanno ottimizzando i tempi di coerenza e la connettività. Un traguardo importante è arrivato dall’approccio incentrato sui materiali del laboratorio nazionale di Argonne: hanno costruito un qubit innovativo e raggiunto un tempo di coerenza di 0,1 millisecondi – quasi 1000 volte più lungo del precedente record per quel tipo pme.uchicago.edu. Questo è stato ottenuto grazie a innovazioni nei materiali che hanno ridotto il rumore e l’isolamento per il qubit. Una coerenza più lunga significa che si possono eseguire più operazioni su un qubit prima che l’informazione venga persa, quindi questi miglioramenti si traducono direttamente in computer quantistici più potenti e affidabili. In poche parole, materiali migliori = qubit migliori.
E ora? La ricerca di materiali rivoluzionari continuerà a spingere l’ingegneria quantistica in avanti. Un obiettivo primario è un superconduttore a temperatura ambiente – un materiale che superconduttore senza raffreddamento estremo. Una tale scoperta sarebbe rivoluzionaria (rendendo possibili reti elettriche senza perdite, macchine per risonanza magnetica economiche, trasporti a levitazione magnetica e dispositivi quantistici operanti a condizioni ambientali). Nel 2023, il mondo ha avuto un assaggio della frenesia che una tale scoperta potrebbe causare quando un materiale soprannominato “LK-99” è stato dichiarato superconduttore a temperatura ambiente – ha creato un entusiasmo virale ma è stato rapidamente smentito da test rigorosi lens.monash.edu, ricordandoci che affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie. Sebbene un vero superconduttore a temperatura ambiente rimanga sfuggente, si stanno facendo progressi incrementali: le temperature critiche dei superconduttori noti continuano a salire, e nuovi composti (a volte sotto alta pressione) hanno mostrato superconduttività più vicina alle condizioni ambientali. Oltre ai superconduttori, gli scienziati stanno attivamente cercando materiali che possano ospitare qubit più robusti (ad esempio materiali con basso spin nucleare per una coerenza più lunga, o materiali topologici per qubit resistenti agli errori), così come materiali che possano emettere singoli fotoni o fotoni entangled su richiesta per la comunicazione. La ricerca sui materiali quantistici è un perno centrale di tutto il settore – ogni nuova scoperta può propagarsi verso dispositivi e applicazioni quantistiche migliori. Nei prossimi anni, aspettatevi la scoperta di nuove sorprendenti fasi della materia e più materiali “su misura” (come il “topoconductor” di Microsoft azure.microsoft.com o altre strutture ingegnerizzate) che sbloccheranno capacità che non abbiamo ancora nemmeno immaginato.
Conclusione: Un futuro ingegnerizzato quantisticamente
Dai computer ultra-potenti alle comunicazioni inviolabili, sensori ultra-precisi e nuovi stati della materia, le scoperte nell’ingegneria quantistica non sono solo intellettualmente entusiasmanti – annunciano cambiamenti trasformativi per la società in un futuro non troppo lontano. Fondamentalmente, questi sottocampi non avanzano in isolamento: il progresso in uno spesso catalizza il progresso negli altri. Ad esempio, migliori materiali quantistici permettono qubit più stabili; computer quantistici migliorati aiutano a progettare nuovi materiali; le reti quantistiche collegheranno insieme i computer quantistici, amplificandone la potenza; e i sensori quantistici aiuteranno a caratterizzare materiali e dispositivi su scala atomica. Stiamo assistendo alle prime fasi di un circolo virtuoso di innovazione.
Per il grande pubblico, le implicazioni di questi avanzamenti esoterici diventeranno tangibili in vari modi:
- Sanità e Chimica: I computer quantistici potrebbero modellare farmaci e proteine con precisione atomica, portando a cure e materiali progettati al computer invece che per tentativi ed errori. I sensori quantistici potrebbero permettere la diagnosi precoce di malattie tramite minuscoli segnali di biomarcatori o imaging cerebrale avanzato.
- Cybersecurity e Privacy: La comunicazione quantistica probabilmente proteggerà le nostre transazioni finanziarie e i dati riservati tramite la crittografia quantistica che gli hacker (anche con computer quantistici) non possono violare. Potremmo condurre comunicazioni sensibili di affari o diplomatiche con una riservatezza assoluta garantita dalle leggi della fisica.
- Informatica e IA: Quando i processori quantistici inizieranno a gestire problemi di ottimizzazione e apprendimento automatico, vedremo miglioramenti in tutto, dalla logistica della catena di approvvigionamento alla modellazione climatica fino alle capacità dell’IA. Alcuni compiti con cui l’IA di oggi fatica potrebbero essere risolti da algoritmi ibridi quantistici-classici che girano su future piattaforme cloud accelerate dal quantistico.
- Sensori e Navigazione: I nostri telefoni e veicoli potrebbero un giorno contenere giroscopi e accelerometri quantistici, offrendo una navigazione ultra-precisa anche quando il GPS non è disponibile. I sensori quantistici di gravità potrebbero scandagliare il sottosuolo alla ricerca di minerali o monitorare vulcani e faglie rilevando cambiamenti di densità. Potremmo persino avere dispositivi indossabili che usano sensori quantistici per monitorare la nostra salute in modo non invasivo.
- Energia e Industria: Materiali quantistici come i superconduttori ad alta temperatura potrebbero rivoluzionare la rete elettrica e i trasporti con linee elettriche senza perdite, levitazione magnetica efficiente e batterie migliori (il calcolo quantistico viene già utilizzato per cercare una chimica delle batterie migliorata time.com). I processi industriali potrebbero beneficiare di progetti e catalizzatori ottimizzati quantisticamente.
In breve, l’ingegneria quantistica è destinata a diventare una base della tecnologia del XXI secolo, proprio come l’elettronica classica lo è stata nel XX secolo. Mentre questi progressi continuano a ritmo sostenuto, ci avvicinano a un futuro in cui i dispositivi quantistici risolvono problemi importanti, proteggono i nostri dati e rivelano verità più profonde sull’universo. È un momento entusiasmante alla frontiera della scienza – un futuro quantistico non è più una speculazione, ma viene ingegnerizzato proprio ora, una scoperta dopo l’altra.
Fonti:
- Google Quantum AI – Hartmut Neven, “Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip,” Google Blog (dic. 2024) blog.google.
- University of California, Santa Barbara – Sonia Fernandez, “‘We have created a new state of matter’: New topological quantum processor marks breakthrough in computing,” (20 feb. 2025) universityofcalifornia.edu.
- Northwestern University – Amanda Morris, “Prima dimostrazione della teletrasportazione quantistica su cavi Internet trafficati,” (20 dic. 2024) news.northwestern.edu.
- Deutsche Telekom T-Labs – Verena Fulde, “Svolta per l’internet quantistico – dal laboratorio al mondo reale,” (15 apr. 2025) telekom.com.
- Forschungszentrum Jülich – Comunicato stampa, “Sensore quantistico per il mondo atomico,” (1 ago. 2024) fz-juelich.de.
- Oak Ridge National Lab – Mark Alewine, “I ricercatori rivelano un vantaggio quantistico che potrebbe far progredire i futuri dispositivi di rilevamento,” ORNL News (16 ott. 2024) ornl.gov.
- Cornell University – “Scoperta rivoluzionaria identifica un nuovo stato della materia quantistica topologica,” Cornell Chronicle (10 lug. 2023) physics.cornell.edu.
- University of Chicago PME – “World Quantum Day 2024: Gli ultimi sviluppi nella scienza e tecnologia quantistica,” (12 apr. 2024) pme.uchicago.edu.
- Time Magazine – Vimal Kapur & Rajeeb Hazra, “L’era quantistica è già iniziata,” (set. 2024) time.com.
- Nature/ACS Publications – Prove che smentiscono l’affermazione sulla superconduttività LK-99 a temperatura ambiente (2023) lens.monash.edu.
