Un computer quantistico che funziona a temperatura ambiente, senza ricorrere a sistemi di raffreddamento criogenico. È il prototipo presentato a Padova da Rotonium, startup deeptech italiana fondata da Roberto Siagri e Fabrizio Tamburini, che punta a rendere il quantum computing accessibile anche alle applicazioni industriali. La macchina integra un processore quantistico fotonico da quattro qubit effettivi, realizzato su un chip di appena 18 per 4 millimetri. La particolarità del sistema riguarda l’intera catena quantistica: dalla sorgente dei singoli fotoni al processore, fino ai rivelatori utilizzati per leggere i risultati, tutti i componenti operano senza criogenia. Una soluzione che potrebbe ridurre progressivamente ingombri, consumi energetici e costi delle infrastrutture quantistiche, oggi spesso vincolate ad apparati complessi.
La tecnologia fotonica alla base del progetto Rotonium
A differenza dei computer quantistici basati su circuiti superconduttori, che richiedono temperature estremamente basse, l’architettura sviluppata da Rotonium utilizza i fotoni, le particelle della luce, per codificare ed elaborare informazioni quantistiche. Il sistema sfrutta differenti proprietà fisiche del singolo fotone, definite gradi di libertà, tra cui il momento angolare orbitale. Questo approccio consente di rappresentare più qubit all’interno dello stesso fotone e di effettuare operazioni logiche tra di essi. I quattro qubit del prototipo vengono definiti effettivi perché utilizzabili contemporaneamente in un calcolo verificato, secondo le condizioni sperimentali dichiarate dall’azienda. «Sfruttiamo diverse proprietà fisiche del singolo fotone, chiamate gradi di libertà per codificare ed elaborare l’informazione quantistica», spiega Fabrizio Tamburini, cofondatore e Chief Quantum Officer di Rotonium. L’azienda ha sviluppato anche un’architettura proprietaria per la gestione degli errori, uno dei principali problemi tecnologici del calcolo quantistico. La proprietà intellettuale comprende sei famiglie brevettuali, 25 domande di brevetto e quattro brevetti già concessi. I circuiti sono progettati per risultare compatibili con processi produttivi della fotonica su silicio, in vista di una futura industrializzazione.
Edge quantum computing: il calcolo quantistico arriva nei dispositivi
La strategia di Rotonium si concentra sull’edge quantum computing, un modello che prevede di eseguire elaborazioni quantistiche direttamente nei sistemi in cui i dati vengono generati e utilizzati. L’obiettivo è sviluppare acceleratori integrabili in robot industriali, veicoli autonomi, satelliti e dispositivi elettronici, evitando di dipendere esclusivamente da grandi infrastrutture centralizzate. Le applicazioni individuate comprendono l’intelligenza artificiale a bordo dei dispositivi, l’ottimizzazione dei percorsi e dei movimenti, l’analisi delle immagini in condizioni di scarsa illuminazione e l’elaborazione delle informazioni raccolte dai sensori quantistici. Nei settori industriale e spaziale, dove dimensioni, peso e consumi rappresentano vincoli progettuali particolarmente stringenti, la possibilità di utilizzare processori quantistici compatti potrebbe aprire nuovi scenari applicativi. In prospettiva, Rotonium punta anche a contribuire allo sviluppo di un’Internet of Things potenziata dalle tecnologie quantistiche, attraverso l’integrazione tra sensori, capacità computazionale e comunicazioni quantistiche.
Roberto Siagri: democratizzare l’accesso al quantum computing
Per Roberto Siagri, cofondatore e amministratore delegato di Rotonium, la diffusione industriale del quantum computing richiede un cambiamento nei criteri utilizzati per valutare le prestazioni delle macchine. «Il calcolo quantistico non deve rimanere una tecnologia riservata a pochi grandi centri di ricerca o alle imprese che possono permettersi infrastrutture milionarie», afferma Siagri. La strategia aziendale si basa sul concetto di Industrial Quantum Utility, che considera la capacità di calcolo insieme a dimensioni, peso, consumi, costi operativi, affidabilità e possibilità di integrazione. In questa prospettiva, il numero di qubit disponibili assume valore soprattutto quando si traduce in capacità computazionale effettivamente utilizzabile. L’attenzione si estende alla continuità operativa e alla manutenzione, requisiti indispensabili per trasferire una tecnologia sperimentale nei processi produttivi. Siagri richiama anche la necessità di trasformare le competenze scientifiche italiane in prodotti e capacità industriale, sostenendo lo sviluppo tecnologico attraverso investimenti e una programmazione di lungo periodo.
La roadmap: 96 qubit effettivi entro il 2030
Il prototipo da quattro qubit costituisce il punto di partenza di una roadmap che prevede un aumento progressivo della capacità computazionale e una parallela miniaturizzazione dell’hardware. Nel 2028 Rotonium punta a realizzare un computer quantistico da 16 qubit effettivi in formato desktop tower. Per il 2029 è previsto un acceleratore con oltre 32 qubit effettivi su scheda PCI Express, interfaccia comunemente utilizzata per collegare componenti hardware a computer e server. Questa configurazione permetterebbe di affiancare gli acceleratori quantistici ai processori tradizionali, seguendo un modello di calcolo ibrido. Nel 2030 l’obiettivo dichiarato è raggiungere 96 qubit effettivi, sviluppando anche un System-on-Module compatto, integrabile direttamente nei dispositivi elettronici. La roadmap guarda successivamente al traguardo delle migliaia di qubit effettivi entro il 2035.
Data center, intelligenza artificiale e finanziamento Serie A
Tra gli ambiti di sviluppo rientrano i data center dedicati all’intelligenza artificiale. L’ipotesi industriale consiste nell’affidare agli acceleratori quantistici specifiche elaborazioni, con l’obiettivo di ridurre l’energia necessaria e contenere il fabbisogno computazionale delle applicazioni AI. Gli eventuali vantaggi dovranno essere verificati attraverso test sulle singole applicazioni, considerando i consumi complessivi dei sistemi e la qualità dei risultati prodotti. Per sostenere questa roadmap, Rotonium, fondata nel 2022, ha avviato un round di finanziamento di Serie A destinato allo sviluppo tecnologico, alla miniaturizzazione dei processori e al percorso di industrializzazione. La sfida sarà trasformare l’attuale dimostratore fotonico in una piattaforma commercialmente utilizzabile, mantenendo affidabilità e prestazioni durante la crescita del numero di qubit effettivi.
