La fisica quantistica non ha mai avuto tanta popolarità come in questo periodo. La notizia del Nobel per la Fisica 2022 conferito ad Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger per i loro esperimenti e lavori pionieristici nel campo dell'informazione quantistica ha dato visibilità sui media a questo ambito scientifico. In particolare all'entanglement, proprietà che lega tra loro due o più particelle, e le rende per così dire "telepatiche" al di là della distanza che ci può essere tra loro. L'entanglement trova molteplici applicazioni: dalla crittografia ai computer quantistici. E suona familiare a Q@TN, dove è oggetto di alcuni studi.
Occasione per fare il punto sulle principali attività scientifiche che vengono condotte a Trento è stata l’assemblea annuale che si è tenuta, in presenza e da remoto, nei giorni scorsi a Povo. Durante questa le varie ricercatrici e i vari ricercatori che hanno ottenuto finanziamenti da Quantum at Trento hanno presentato i risultati delle loro ricerche.
Sulle applicazioni dell’informatica quantistica (Quantum Computing) a problemi di apprendimento automatico (machine learning) si è soffermato Davide Pastorello, ricercatore del Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell’Informazione dell’Università di Trento, che le ha studiate per tre anni grazie al finanziamento di Q@TN. Attraverso l’uso delle macchine quantistiche attuali, a pochi qbit, ha dimostrato come la loro programmazione permette di sviluppare algoritmi di machine learning efficienti ed efficaci. In particolare, si è concentrato sulla formulazione di reti neurali quantistiche in modo che la fase di addestramento (ottimizzazione dei parametri) possa essere eseguita con un algoritmo quantistico dedicato.
Di piattaforma fotonica, invece, si è occupato Martino Bernard, ora ricercatore della Fondazione Bruno Kessler, nei tre anni di contratto finanziato da Q@TN. Uno dei componenti mancanti di questa piattaforma è un rivelatore di singoli fotoni integrato sul chip che possa funzionare a temperatura ambiente. I primi dispositivi che sono fabbricati a FBK mostrano risultati molto promettenti e fanno vedere la via per sviluppare questo sistema.
Tra i temi dei dottorandi e delle dottorande del percorso transdisciplinare in quantum science and technologies e coperti da borse finanziate da Quantum at Trento, Luca Povolo ha indicato i primi passi per dimostrare entanglement (la correlazione quantistica) tra materia e antimateria, Riccardo Franchi un sistema innovativo per realizzare sensori molto sensibili attraverso l’uso di sistemi non hermitiani (sistemi che scambiano energia con l’ambiente), Daniele Contessi l’applicazione di tecniche di machine learning alle transizioni di fase quantistiche, Ding Jingwen l’uso di tecniche di quantum annealing (termalizzazione quantistica) per la soluzione di problemi combinatori difficili.
Ospiti dell’assemblea sono stati Matteo Sbroscia, ricercatore della Nasa, che ha presentato l’esperimento di condensazione di Bose-Einstein in corso sulla Stazione Spaziale Internazionale, di cui è diventata comandante proprio in questi giorni Samantha Cristoforetti. E Tommaso Occhipinti, ceo di QTI, startup italiana nel settore della comunicazione sicura di proprietà di Tim attraverso la sua controllata Telsy, che ha parlato del percorso attraverso cui il Cnr ha industrializzato la tecnologia sviluppata nei suoi laboratori di ricerca. A dimostrazione delle implicazioni sociali e industriali dello sviluppo della scienza e delle tecnologie quantistiche.
Nella fase attuale – precisa Lorenzo Pavesi, direttore di Q@TN – l’obiettivo è proprio un ulteriore radicamento dell’iniziativa che passi attraverso un coinvolgimento forte del mondo industriale. Per questo è stato costituito un industrial board con la partecipazione di rappresentanti di alcune realtà nazionali e internazionali di rilievo. Ne fanno parte Roberto della Marina (Venture Factory), Mauro Varasi (Leonardo), Enrico Varriale (Thales Alenia Space), Georges-Olivier Reymond (Pasqal). Inoltre, sono stati organizzati incontri di avvicinamento alle tecnologie quantistiche per le aziende del territorio. Si effettuerà anche un censimento delle attività di interesse industriale con lo scopo di arrivare a nuovi brevetti e business plan per start-up. Il coinvolgimento delle aziende passa poi da accordi di collaborazione con imprese attive nel settore delle QT e dalla promozione di progetti di dottorato industriale.
Il progetto Quantum at Trento è nato il 28 marzo 2018 quando è stata firmata una convenzione tra UniTrento, Fbk e Cnr per l’istituzione e il finanziamento del Laboratorio. Nella sua prima fase Q@TN ha ottenuto finanziamenti importanti dalla Provincia autonoma di Trento e dalla fondazione Caritro a copertura delle proprie iniziative. Nei primi tre anni di vita ha riportato risultati scientifici assai significativi, depositato alcuni brevetti, attratto notevoli finanziamenti da bandi competitivi internazionali (circa 4milioni e mezzo di euro), suscitato interesse industriale e formato un gruppo di oltre venti giovani ricercatori e dottorandi nel settore delle scienze e tecnologie quantistiche (QT). Tale accordo è stato rinnovato nel 2021 con la partecipazione anche di INFN al laboratorio congiunto. La Provincia ha sostenuto anche la seconda fase di Quantum at Trento attraverso finanziamenti dedicati, la cui rendicontazione è avvenuta nell’occasione dell’assemblea. Contestualmente a livello nazionale le QT sono entrate a pieno titolo nel PNRR 2021-2027 e, anche, a livello provinciale nel PPR per la XVI legislatura le QT sono state indicate come uno dei cinque progetti strategici al fine della promozione della ricerca e innovazione per lo sviluppo scientifico ed economico.