Mettere a sistema le risorse esistenti e disponibili per valorizzare i risultati emersi e continuare a investire sui punti di forza identificati, così da capitalizzare le opportunità e rafforzare il ruolo dell’Italia nel contesto europeo e internazionale: è questo l’obiettivo della Strategia italiana per le tecnologie quantistiche (TQ).
Il documento, che raccoglie sui risultati della consultazione pubblica della prima bozza del testo (di cui abbiamo parlato in questo articolo), è stato elaborato da un gruppo di esperti e rappresentanti istituzionali al lavoro insieme da luglio scorso.
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Il gruppo è stato istituito dal Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR), in collaborazione con il Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale, il Ministero della Difesa, il Ministero delle Imprese e del Made in Italy, il Dipartimento per la Trasformazione Digitale (DTD) della Presidenza del Consiglio dei Ministri e l’Agenzia nazionale per la Cybersicurezza (ACN).
L’ecosistema italiano delle tecnologie quantistiche
Rispetto alla precedente bozza, il documento integra i risultati della consultazione pubblica per meglio definire lo stato dell’ecosistema italiano delle tecnologie quantistiche.
Viene presa in esame la composizione della filiera italiana delle tecnologie quantistiche, così come il posizionamento del nostro Paese sul fronte della ricerca, del trasferimento tecnologico e della formazione.
Vediamo di seguito quali sono i risultati emersi.
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Un ecosistema industriale molto variegato
È emerso un ecosistema variegato e composto da aziende dell’offerta e
della domanda, fondi di venture capital e facilitatori, associazioni di categoria e
fondazioni.
Il panorama nazionale è particolarmente vivace sul fronte delle aziende e startup italiane, che si concentrano in modo preponderante sullo sviluppo di software per la computazione quantistica e su hardware e software per le comunicazioni e la sensoristica.
L’impulso maggiore al settore proviene dai finanziamenti pubblici. A fronte di questo sostegno, gli investimenti privati tra il 2023 e il 2024 si sono attestati a soli 12,5 milioni di euro, stanziati tramite fondi di venture capital. Un segnale positivo in questo senso è la recente costituzione del fondo di Cassa Depositi e Prestiti Venture Capital Sgr, che destina un miliardo di euro a tecnologie deep tech, tra cui il quantum.
Sul fronte del calcolo quantistico, l’Italia si distingue per l’eccellenza nella componentistica fotonica, ma sconta un ritardo nello sviluppo di startup di rilievo internazionale.
La maggior parte delle imprese si concentra sul software, un ambito meno rischioso e più attrattivo per gli investimenti privati, grazie anche all’approccio quantum-inspired che permette un più rapido ritorno sull’investimento. Tra le sfide principali si segnalano la difficoltà di accesso alle infrastrutture, i tempi di inattività prolungati e la preoccupazione legata alla tutela della proprietà intellettuale, data l’assenza di fonderie specializzate in Italia.
Il settore della comunicazione quantistica è invece un’eccellenza italiana, con startup e progetti riconosciuti a livello internazionale. Nonostante la dipendenza da filiere estere per la componentistica, l’Italia vanta startup che producono sistemi di Quantum Key Distribution (QKD) già commercializzabili e integrabili nelle reti esistenti. A livello software, l’adozione di algoritmi di Post-Quantum Cryptography (PQC) è in crescita, sebbene l’aggiornamento delle infrastrutture esistenti rimanga una sfida complessa.
La metrologia e la sensoristica quantistica beneficiano di una robusta filiera di sensoristica tradizionale. Anche in questo caso, la mancanza di fonderie europee rappresenta un limite. L’interesse per queste tecnologie spazia dalla difesa al settore medicale, dall’aerospazio alla manifattura avanzata, ma la sfida principale risiede nella capacità di creare infrastrutture ad hoc e integrarle con le tecnologie di calcolo e comunicazione.
A livello generale, le aziende del settore si trovano ad affrontare ostacoli significativi, come la mancanza di standardizzazione e certificazione delle tecnologie e la scarsa consapevolezza della domanda da parte delle aziende potenziali utilizzatrici.
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Per superare questi ostacoli, si legge nel testo, è necessario “costruire una rete di
infrastrutture con l’obiettivo di creare canali di accesso semplificati per le aziende interessate a sviluppare e testare prototipi e di migliorare il coordinamento tra le infrastrutture italiane e quelle europee“.
La ricerca quantistica italiana: un ecosistema solido e ben finanziato
Il panorama della ricerca italiana nel campo delle tecnologie quantistiche si distingue per la sua solida struttura e la capacità di competere a livello internazionale. Il sistema è sostenuto da una vasta rete di enti pubblici di ricerca (EPR) come il CNR, l’INFN e l’IIT, affiancati da numerosi laboratori universitari.
Un’indagine capillare del MUR ha rivelato una forte base scientifica, con oltre 130 ricercatori coinvolti, che beneficia anche di una solida industria di supporto, in particolare nei settori della criogenia e delle tecniche del vuoto.
L’investimento pubblico è il motore principale di questo ecosistema. Tra il 2021 e il 2024, il MUR ha stanziato 228,9 milioni di euro in finanziamenti per la ricerca sulle tecnologie quantistiche.
La quota più consistente di questi fondi, l’86%, proviene dal PNRR. Tale strategia ha permesso di avviare iniziative cruciali come il Partenariato esteso NQSTI, che da solo ha assorbito oltre la metà dei fondi totali, e il Centro nazionale HPC, Big Data and Quantum Computing.
Analizzando la distribuzione dei progetti, emerge un quadro diverso: i Progetti di Rilevante Interesse Nazionale (PRIN) rappresentano il 64% del numero totale dei progetti, dimostrando l’importanza di questi programmi nel sostenere un’ampia gamma di iniziative di ricerca.
Nonostante il minor peso finanziario per singolo progetto rispetto alle grandi iniziative strategiche, i PRIN evidenziano una forte collaborazione tra università (che forniscono circa due terzi dei Principal Investigator) e centri di ricerca come il CNR.
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La ricerca si distribuisce in modo quasi uniforme tra i principali pilastri delle tecnologie quantistiche (come il calcolo, la simulazione, la comunicazione e la sensoristica), sebbene con una minore incidenza sui progetti dedicati alla comunicazione e alla ricerca di base. A livello geografico, l’impegno nella ricerca quantistica copre l’intero territorio nazionale, con la formazione di specifici cluster in alcune aree.
Trasferimento tecnologico e leadership quantistica: il ruolo di partenariati e infrastrutture
Le tecnologie quantistiche rappresentano un cambio di paradigma destinato a ridefinire settori chiave come l’informatica e la crittografia. Tuttavia, in questa “corsa” globale, l’Europa, Italia compresa, si trova in ritardo rispetto a potenze come Stati Uniti e Cina.
Basti pensare che negli USA, il National Quantum Initiative Act (NQIA) ha portato a un investimento federale di oltre 900 milioni di dollari all’anno tra il 2019 e il 2022, un ammontare che ha catalizzato altri 6 miliardi di dollari di investimenti privati.
Per colmare questo divario in Italia il MUR e il MIMIT stanno puntando su centri di trasferimento tecnologico come le Case delle Tecnologie Emergenti (CTE) e i Centri di Competenza (CdC). Finanziate dal “Programma di supporto alle tecnologie emergenti 5G”, le 13 CTE distribuite in 12 regioni sono diventate un punto di riferimento per l’innovazione locale, agendo come hub di ricerca, sperimentazione e accelerazione per startup e PMI. Questi centri hanno concentrato i loro investimenti in ambito quantistico prevalentemente sulla comunicazione quantistica, anche se non mancano collaborazioni nel calcolo.
Un limite importante individuato nelle consultazioni è la disparità nell’allocazione delle risorse infrastrutturali, che tendono a privilegiare la ricerca pura rispetto al trasferimento tecnologico. Questo “vuoto” nella pipeline di commercializzazione rende cruciale garantire un migliore accesso alle infrastrutture per l’industria, massimizzando così il valore degli investimenti pubblici e sostenendo l’intero ecosistema quantistico.
Per rafforzare lo sviluppo e la catena di valore delle tecnologie quantistiche, sottolinea il documento, il settore pubblico deve incentivare partenariati strategici con il privato. Questo significa supportare l’intera filiera dell’innovazione, dalla formazione avanzata allo scale-up. In questo contesto, le startup deep tech, in particolare quelle nate come spin-off universitari, giocano un ruolo fondamentale grazie alla loro predisposizione al rischio e alla capacità di sperimentare tecnologie di frontiera. Per questo motivo, le politiche pubbliche dovrebbero agevolare la loro nascita, crescita e internazionalizzazione.
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Lo stato attuale dell’istruzione e della formazione sulle tecnologie quantistiche
Il rapido sviluppo delle tecnologie quantistiche sta trainando una crescente necessità di nuove competenze altamente specializzate, una sfida cruciale per la comunità accademica e industriale italiana.
Per cogliere appieno il potenziale di questo settore emergente, è fondamentale formare una forza lavoro interdisciplinare, in grado di operare all’intersezione tra fisica, chimica, matematica, informatica e ingegneria.
Attualmente, il sistema di formazione superiore italiano si sta adattando, ma presenta margini di miglioramento, soprattutto se confrontato con il panorama europeo.
A livello di lauree triennali, i corsi si focalizzano sui concetti fondamentali, ma queste basi non sono sufficienti per soddisfare la domanda di competenze specifiche e di alto livello del settore.
Nelle lauree magistrali, i programmi interamente dedicati sono ancora rari, a differenza dei più di 40 master specializzati attivi o in sviluppo in Europa.
Un segnale positivo è dato dall’aumento delle posizioni di dottorato su temi quantistici, grazie anche ai finanziamenti del PNRR, che stanno contribuendo alla formazione di personale qualificato. Tuttavia, i master professionalizzanti nel campo quantistico, sebbene attivati, non sono ancora sufficientemente diffusi per soddisfare la crescita prevista dei posti di lavoro.
La sfida principale rimane la necessità di una stretta collaborazione tra università, centri di ricerca e industria per sviluppare un’offerta formativa che sia proattiva e geograficamente distribuita su tutto il territorio nazionale.
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Gli investimenti non sufficienti ostacolano la competitività del sistema italiano rispetto agli altri Paesi
L’Italia si posiziona come una potenza della ricerca accademica nel campo delle tecnologie quantistiche, classificandosi al settimo posto mondiale con oltre 4.200 pubblicazioni sul calcolo quantistico.
Tuttavia questa eccellenza nella ricerca non si traduce ancora in una leadership sul fronte dei finanziamenti pubblici e dello sviluppo industriale, dove il Paese mostra un ritardo significativo.
Con 228,9 milioni di euro stanziati l’Italia si colloca infatti dietro a leader europei come Regno Unito (4,122 milioni di euro), Germania (3,030 milioni di euro) e Francia (1,800 milioni di euro), che hanno investito cifre ben maggiori su orizzonti temporali più lunghi e con programmi strategici definiti.
Questa lacuna nei finanziamenti ha avuto ripercussioni anche sul settore privato, che conta solo 13 startup native, un numero esiguo rispetto a Canada (39), Regno Unito (35) e Germania (28).
Nonostante ciò, la distanza da questi Paesi è considerata colmabile. I punti di forza dell’Italia risiedono nella sua diffusa rete di ricerca e nella presenza di eccellenze consolidate in piattaforme quantistiche come atomi neutri, fotoni e superconduttori, con filiere riconosciute a livello internazionale nella comunicazione quantistica e nella metrologia e sensoristica.
Tra i punti di debolezza, oltre ai finanziamenti limitati, si evidenziano l’assenza di un hardware quantistico competitivo e la scarsità di fondi di venture capital allineati alle esigenze del settore.
Le opportunità di crescita sono legate all’attenzione europea verso le tecnologie quantistiche e alla possibilità di rafforzare la partecipazione italiana ai progetti di Horizon Europe.
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La strategia italiana per le tecnologie quantistiche
La strategia italiana per le tecnologie quantistiche si articola su quattro pilastri fondamentali, ciascuno progettato per sostenere e rafforzare il posizionamento del Paese in un settore cruciale per il futuro.
1. Sviluppo scientifico e industriale
Al centro della strategia vi è l’impegno a spingere l’innovazione scientifica e industriale nei cinque pilastri delle TQ: calcolo, simulazione, comunicazione, sensoristica e scienza di base.
L’obiettivo è supportare la ricerca di base che costituisce la linfa vitale per le future applicazioni, ma anche garantire che le scoperte scientifiche si trasformino in prodotti e servizi concreti.
Si punta quindi a creare un ecosistema di competenze che copra l’intera catena del valore quantistica, dalla ricerca teorica alla prototipazione e all’industrializzazione.
2. Costruzione di un ecosistema nazionale integrato
La strategia riconosce l’esigenza di superare la frammentazione e promuovere una stretta sinergia tra tutti gli attori coinvolti: ricerca, trasferimento tecnologico, industria e formazione.
L’intento è costruire un ecosistema coeso e funzionale, dove università e centri di ricerca collaborino attivamente con startup e grandi aziende per accelerare lo sviluppo e l’adozione delle TQ.
Questo approccio è cruciale per tradurre il patrimonio di conoscenze scientifiche in un valore economico tangibile, creando un circolo virtuoso che alimenta l’innovazione e la crescita industriale.
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3. Internazionalizzazione e sicurezza
La strategia italiana si posiziona in un contesto globale, puntando all’internazionalizzazione attraverso una partecipazione proattiva ai programmi dell’Unione Europea, come Horizon Europe.
In questo modo il Paese può accedere a finanziamenti e infrastrutture avanzate, oltre a influenzare le politiche e le direzioni strategiche a livello continentale.
Parallelamente, un’enfasi particolare è posta sulla sicurezza, con l’obiettivo di tutelare le tecnologie critiche e l’autonomia strategica nazionale.
L’Italia intende salvaguardare la propria sovranità tecnologica, proteggendo la proprietà intellettuale e le competenze per evitare dipendenze da Paesi terzi.
4. Governance e misurabilità
Per garantire l’efficacia e la sostenibilità delle azioni intraprese, la strategia introduce un robusto modello di governance e misurabilità. Si tratta di un sistema di coordinamento che permette di allineare gli sforzi di tutti gli stakeholder e di valutare con strumenti concreti i progressi raggiunti.
La flessibilità è un elemento chiave: il sistema consentirà un monitoraggio costante e un aggiornamento dinamico del piano d’azione, garantendo che gli investimenti siano ottimizzati e che il percorso strategico rimanga sempre pertinente alle rapide evoluzioni del settore.
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