Le tecnologie quantistiche contribuiscono a un mondo più sostenibile?

Le Nazioni Unite hanno dichiarato il 2025 Anno Internazionale della Scienza e della Tecnologia Quantistica per onorare i cent’anni di storia di questa tecnologia. La Svizzera è tra le nazioni più avanzate a livello internazionale per quanto riguarda la ricerca quantistica. Abbiamo discusso con la pioniera delle innovazioni quantistiche Alexandra Beckstein, CEO di QAI Ventures, del potenziale delle tecnologie quantistiche nello sviluppo di innovazioni sostenibili. QAI Ventures, con sede a Arlesheim (BL), promuove l’applicazione delle tecnologie quantistiche mediante investimenti, sostegno alle start-up e la costruzione di un ecosistema quantistico globale.

In che modo le tecnologie quantistiche possono promuovere le innovazioni sostenibili?

Il calcolo quantistico permette ad esempio di pianificare in modo più efficiente le reti elettriche. Multiverse Computing, una delle start-up sostenute da QAI Ventures, ha sviluppato un utilizzo più efficiente delle batterie di accumulo della rete. A lungo termine, le tecnologie quantistiche possono anche contribuire a una maggiore sostenibilità in agricoltura. Il processo Haber-Bosch, che si applica nella produzione dei concimi, è responsabile di circa il 2-3 per cento delle emissioni globali di CO₂. Con l’aiuto del calcolo quantistico, possiamo ricercare nuove vie per comprendere meglio i processi catalitici a livello atomico e quindi sviluppare catalizzatori più efficienti. Questo potrebbe ridurre notevolmente il consumo di energia e offrire un potenziale contributo per la decarbonizzazione dell’agricoltura.

I computer quantistici sono famigerati per l’elevato consumo di energia. Il miglioramento nelle prestazioni di calcolo può giustificare il consumo di energia se viene sfruttato per sviluppare progetti a favore della sostenibilità?

Ci sono sempre più dati che vogliamo e dobbiamo elaborare. I computer quantistici aiutano a elaborare soluzioni per determinati compiti con tempi di calcolo relativamente ridotti. Tra queste sfide, che comportano elaborazioni di calcoli intensivi, troviamo ad esempio le simulazioni di nuovi materiali per le batterie o l’ottimizzazione delle reti elettriche per le energie rinnovabili. Il consumo di energia di un computer quantistico dipende anche dalla tipologia di hardware quantistico: i computer quantistici a superconduttori necessitano di un raffreddamento dispendioso dal punto di vista finanziario ed energetico con temperature che vanno da circa 10 a 20 millikelvin, ossia quasi lo zero assoluto.

Altre tecnologie come i computer quantistici a fotoni possono essere operate a temperatura ambiente. Fondamentalmente occorre decidere quali di queste procedure offre i migliori risultati e quale valore aggiunto si ottiene. Può succedere ad esempio che l’utilizzo delle tecnologie quantistiche consumi inizialmente più energia o generi una quantità maggiore di emissioni di CO₂ rispetto ai metodi classici ma alla fine produca una soluzione che porta a una maggiore sostenibilità a livello mondiale.

Aiutate inoltre le start-up a trasformare i prototipi in prodotti. Come ci riuscite?

Il nostro approccio va ben oltre il capitale. Oltre a un investimento iniziale di fino a 200 000 franchi, offriamo ai fondatori l’accesso al più moderno hardware quantistico e a partner industriali. Possiamo trovare un aggancio per le start-up proprio lì dove c’è domanda. L’offerta viene completata da un coaching da parte di esperti che, per la maggior parte, provengono da imprese incentrate sulle tecnologie quantistiche. Il coaching riguarda non solo le questioni inerenti alla tecnologia ma anche lo sviluppo, la commercializzazione e la gestione dell’impresa. In questo modo gettiamo i ponti per la ricerca di mercato e facciamo sì che dai primi prototipi possano nascere prodotti reali e imprese di successo.

Che ruolo ha la sostenibilità nella scelta delle start-up da sostenere?

Testiamo le candidature per prima cosa in base al loro potenziale di creare qualcosa di nuovo e portare miglioramenti percettibili in un determinato ambito. Per l’utilizzo delle tecnologie quantistiche, anche in combinazione con l’intelligenza artificiale, vediamo un grande potenziale nel settore dell’energia, delle Life-Sciences e della finanza. Nella nostra scelta, ci concentriamo quindi sulle start-up che presentano idee in questi settori. Al contempo, ci chiniamo sempre sulla questione dell’orientamento etico e della sostenibilità dei modelli commerciali. Siamo convinti che la tecnologia quantistica possa contribuire in modo fondamentale a un mondo più sostenibile grazie alle sue potenzialità per l’ottimizzazione delle risorse. Al contempo sappiamo bene che queste tecnologie si trovano ancora in un primo stadio di sviluppo.

Quali sono i maggiori ostacoli in Svizzera per l’attuazione dei progetti basati sulle tecnologie quantistiche?

La vera sfida inizia quando l’eccellenza scientifica deve essere trasformata in un’applicazione commercializzabile. Ad esempio, a molte start-up e PMI manca un accesso semplice a infrastrutture industriali. I prototipi vengono spesso sviluppati in laboratori accademici o delocalizzati all’estero e questo genera costi elevati e tempi lunghi. Inoltre, la propensione al rischio degli investitori svizzeri è minore rispetto ad esempio a quanto accade negli Stati Uniti. Le giovani imprese innovative devono quindi andare a cercare capitale al di là delle frontiere nazionali per continuare la propria crescita all’estero. Questo a sua volta genera una mancanza di specialisti: le nostre università formano talenti eccellenti ma una parte di questa expertise si sposta all’estero a causa della maggiore offerta di progetti e capitali. Al contempo, il sostegno statale in Svizzera è ancora agli inizi. Con la Swiss Quantum Initiative è stata creata per la prima volta una coordinazione nazionale. Tuttavia, in confronto ad altri Paesi europei, agli Stati Uniti o alla Cina, è tutto ancora molto nuovo.

Come possono essere superati questi ostacoli?

Dobbiamo unire miratamente i punti forti della Svizzera (quindi l’eccellenza nella ricerca e l’elevato potenziale innovativo) con capitale, infrastrutture e industria. Le start-up necessitano di un accesso ad ambienti di test vicini alla pratica, di investitori più coraggiosi e di imprese partner che collaborino nello sviluppo dei primi prototipi. È altrettanto importante far sì che il talento resti in Svizzera offrendo prospettive attraenti e network internazionali. Ed è proprio a questo che mira QAI Ventures: in quanto piattaforma globale, creiamo programmi per i fondatori che uniscono talento, capitali e partner industriali. Il rischio maggiore è l’aggravarsi di una dipendenza nel caso in cui tutte le innovazioni continuino a spostarsi all’estero. Sovranità tecnologica non significa che tutto debba essere sviluppato in Svizzera bensì poter decidere consapevolmente con quali tecnologie lavorare e con quali partner collaborare. In caso di successo, la Svizzera non solo resterebbe un centro di eccellenza nella ricerca ma diventerebbe anche un faro per quanto riguarda l’applicazione vincente delle tecnologie quantistiche che potrebbero contribuire a una maggiore sostenibilità nell’economia e nell’industria.