tecnologie e saperi tra università e impresa
Numero 19 | Anno 8 | LUGLIO 2018

Chip integrato. Foto archivio Università di Trento.

Primo piano

FARE DI TRENTO UN HUB DELLE TECNOLOGIE QUANTISTICHE

Nasce il progetto Q@TN frutto della collaborazione tra Ateneo, FBK e CNR

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Claudio Nidasio
lavora presso la Divisione Supporto alla Ricerca Scientifica e al Trasferimento Tecnologico dell’Università di Trento.
Mettendo in comune le nostre competenze e strumentazioni vogliamo emergere a livello europeo come polo di attrazione per intercettare finanziamenti europei e per formare la futura classe di professionisti, scienziati, ingegneri, tecnici, imprenditori.

intervista di Claudio Nidasio a Lorenzo Pavesi

Creare una comunità di ricerca in grado di essere attore nella seconda rivoluzione quantistica: questo l’obiettivo del progetto Q@TN, frutto della collaborazione tra Università di Trento, Fondazione Bruno Kessler (FBK) e Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR).

Ne abbiamo parlato con Lorenzo Pavesi, direttore del Dipartimento di Fisica dell’Ateneo e componente del management board di Q@TN.

Professor Pavesi, perché si parla di seconda rivoluzione quantistica?
Nel corso dell’ultimo secolo è stata elaborata la meccanica quantistica, teoria con la quale siamo riusciti a spiegare fenomeni e a elaborare modelli quantitativi del comportamento della natura. A partire da questo sono stati inventati dispositivi che hanno permesso l’evoluzione tecnologica della società dell’informazione. Pensiamo ai transistor inventati nel 1947, che sono alla base della microelettronica, e ai laser inventati nel 1960, che sono alla base della fotonica. Senza di loro non avremmo i computer, internet, la medicina personalizzata o l’intelligenza artificiale.

L’uso della meccanica quantistica ha permesso la comprensione del comportamento della materia alla nanoscala. Oggi in un microprocessore (il “cervello” di tutti i dispositivi dalla lavatrice al tablet) abbiamo miliardi di transistor ognuno dei quali ha dimensioni di miliardesimi di metro e che commutano a velocità di miliardesimi di secondi muovendo flussi di miliardi di elettroni al secondo. Quest’evoluzione tecnologica ha rappresentato la cosiddetta prima rivoluzione quantistica. Adesso la nostra ambizione è di muoverci verso la manipolazione di singole particelle o stati quantistici il cui comportamento è descritto dalle proprietà intrinseche della teoria quantistica e, a partire da questo, inventare nuovi dispositivi che utilizzino concetti come la sovrapposizione di stati quantistici o l’entanglement tra le particelle. Stiamo aprendo le porte alla seconda rivoluzione quantistica con diverse applicazioni già individuate nel settore dei computer quantistici, della crittografia o dei sensori quantistici. Alcuni esperimenti hanno dimostrato che è possibile effettuare il teletrasporto di uno stato quantistico nello spazio e così collegare l’Europa e la Cina.

Anche il Trentino entra a far parte di questa rivoluzione. Ci può parlare di come è nata l’iniziativa Q@TN?Abbiamo constatato che su questo settore di ricerca ci sono già attività significative a livello locale e, quindi, abbiamo pensato che un’azione congiunta e coordinata avesse un grosso valore aggiunto permettendo di affrontare questi problemi in un’ottica olistica fortemente interdisciplinare. Mettendo assieme le competenze di fisici, matematici, informatici e ingegneri possiamo promuovere iniziative innovative sia nel settore della conoscenza che della tecnologia e della formazione. Inoltre, attraverso l’alleanza dei due principali attori della ricerca trentina in questo settore, Università e FBK, con uno dei principali attori nazionali, il CNR, abbiamo l’ambizione di far diventare Trento un hub nazionale del trasferimento tecnologico delle scienze e tecnologie quantistiche. Il progetto ha già ottenuto il sostegno dall’Ateneo nell’ambito del Piano strategico, dalla fondazione CARITRO e dalla Provincia autonoma di Trento.

Q@TN si pone come attore nel quadro della European Quantum Technology Flagship della Commissione europea. Quali sono le principali attività di ricerca e di trasferimento tecnologico che verranno realizzate?
Con le nostre competenze e strumentazioni, abbiamo la fortuna di poter coprire l’intera filiera dello sviluppo tecnologico: dall’elaborazione di nuove teorie e modelli, alla sperimentazione di nuovi fenomeni fisici, dalla progettazione e fabbricazione di nuovi dispositivi, allo sviluppo preprototipale di nuova tecnologia. Attraverso la messa in comune di queste specificità vogliamo emergere a livello europeo come polo di attrazione non solo per intercettare finanziamenti europei, ma anche per formare la futura classe di professionisti (scienziati, ingegneri, tecnici, imprenditori). Al momento, in accordo con quanto indicato nella Flagship europea, abbiamo individuato cinque settori di impegno: lo sviluppo di nuova conoscenza attraverso l’approfondimento delle scienze quantistiche; l’uso del paradigma quantistico per abilitare nuovi protocolli sicuri di comunicazione; il superamento dei limiti attuali nel calcolo automatico attraverso l’uso di quibit al posto dei bit classici in nuove architetture di computer quantistici; la modellazione di fenomeni complessi attraverso simulatori quantistici che permettano di riprodurre in sistemi controllati la loro evoluzione; l’uso di singole particelle per sensori e misure ad altissima risoluzione e sensibilità.

Q@TN è formato da una partnership che include cinque Dipartimenti dell’Università e alcuni Centri di ricerca di FBK e CNR. Qual è il ruolo dei vari partner nel progetto?
Certamente ogni partner entra con le proprie specificità, ma il successo di quest’iniziativa risiederà anche nella nostra capacità di promuovere progetti fortemente interdisciplinari in modo da aprire prospettive differenti rispetto alla nostra quotidiana attività di ricerca. Per esempio è da poco uscito un bando congiunto tra diverse scuole di dottorato di area scientifica per dodici posizioni di dottorato sulle tematiche delle scienze e tecnologie quantistiche. Stiamo elaborando un progetto didattico di laurea magistrale interdipartimentale in Quantum Engineering con contenuti fortemente innovativi rispetto al panorama nazionale. Pensiamo di promuovere un progetto di trasferimento tecnologico sui fondi strategici europei per coprire la transizione dalla prova di nuova tecnologia alla sua industrializzazione e quindi permettere la nascita di nuove iniziative imprenditoriali ad alto contenuto tecnologico. In quest’ambito, l’alleanza con una realtà nazionale come il CNR ci permetterà di avere un bacino d’utenza molto vasto e quindi sia di attrarre interessi imprenditoriali sulle ricerche che stiamo facendo sia di promuovere in Q@TN l’industrializzazione di ricerche di base sviluppate in altri centri CNR non trentini.