Pistoia (IonQ Italia): “Prepariamoci da subito per un futuro quantum-safe”

Si Intitola "Il futuro nell'era quantistica: opportunità, sfide e nuove responsabilità per disegnare un modello di sicurezza, innovazione e competitività all'altezza delle trasformazioni che ci attendono" la Fireside chat che mercoledì 23 settembre, dalle ore 16.45, concluderà la Sessione plenaria di chiusura di WeSec, Il Salone della Sicurezza. A dialogare con il Direttore generale dell'ABI, Marco Elio Rottigni, sul palco del MiCo salirà Marco Pistoia, Ceo di IonQ Italia, uno dei massimi esperti a livello mondiale nel campo del quantum computing e della sicurezza quantistica. Con un Ph.D. in Matematica presso la New York University e esperienze in IBM Research (Senior Manager of Quantum Applications) e JPMorganChase (Global Head of Applied Research), Pistoia ha apportato contributi significativi al progresso delle applicazioni pratiche del quantum computing.

Quando parliamo di era quantistica, parliamo di una nuova generazione di tecnologie che sfruttano direttamente le leggi della fisica quantistica. Ma vorrei chiarire subito un punto: non stiamo parlando soltanto di computer quantistici. Stiamo parlando di un vero e proprio ecosistema quantistico, che comprende il calcolo, le comunicazioni e la sicurezza, le reti quantistiche e i sensori. L'impatto potenziale è quindi molto più ampio di quanto si immagini. I computer quantistici possono affrontare problemi estremamente complessi, aiutandoci, per esempio, a progettare nuovi farmaci e materiali, ottimizzare reti energetiche e logistiche o migliorare alcuni processi finanziari e industriali. Le comunicazioni quantistiche rendono lo scambio di informazioni immediato e sicuro. I sensori quantistici ci permettono di misurare tempo, gravità, campi magnetici e movimento con una precisione oggi impensabile, con applicazioni che vanno dalla medicina alla navigazione e alla geolocalizzazione senza GPS. Infine, la sicurezza quantistica abilita un nuovo tipo di crittografia resistente ad attacchi sia classici che quantistici. Per questo credo che l'analogia con l'intelligenza artificiale sia utile, ma fino a un certo punto. L'AI sta cambiando il modo in cui elaboriamo l'informazione; il quantum può cambiare anche il modo in cui calcoliamo, comunichiamo e misuriamo il mondo fisico. L'AI è un'applicazione; il quantum è l'hardware e il "sistema operativo" su cui le applicazioni, inclusa l'AI, gireranno. 

Il quantum è contemporaneamente presente e futuro, ma bisogna distinguere tra le diverse tecnologie. Alcune sono già commerciali e operative, altre stanno attraversando una fase di sviluppo molto rapido. Nel quantum computing abbiamo già computer quantistici reali, accessibili anche attraverso il cloud, sui quali aziende, università e governi stanno sviluppando applicazioni. Non siamo ancora al punto in cui il computer quantistico sostituisce quello tradizionale—e probabilmente non sarà mai questo il suo ruolo. L'obiettivo è utilizzarlo per determinati problemi nei quali possa offrire un vantaggio significativo. Ma in altri settori il quantum è ancora più concreto. Sistemi di distribuzione quantistica delle chiavi, o QKD, proteggono già comunicazioni reali; orologi atomici di estrema precisione sono già disponibili; sensori quantistici stanno rapidamente passando dai laboratori ad applicazioni sul campo. Lo stesso calcolo quantistico è ormai già usabile in produzione per moltissimi casi d'uso. Quindi non parlerei più di una tecnologia puramente sperimentale. Stiamo entrando nella fase in cui la ricerca scientifica si trasforma progressivamente in infrastruttura, prodotti e applicazioni industriali. 

Entrambe le cose. Ed è proprio questo uno degli aspetti più interessanti del quantum. Da una parte, un computer quantistico sufficientemente potente potrà, un giorno purtroppo non tanto lontano, compromettere alcuni dei sistemi crittografici che oggi proteggono Internet, le transazioni finanziarie, le comunicazioni governative e moltissimi dati aziendali. Il rischio, inoltre, non è soltanto futuro: un avversario può intercettare dati cifrati oggi, conservarli e decifrarli in futuro, quando disporrà della tecnologia necessaria. È l'attacco che chiamiamo "harvest now, decrypt later".  Ma il quantum offre anche parte della soluzione. Per esempio, la tecnologia QKD utilizza la fisica quantistica per distribuire chiavi crittografiche in modo matematicamente sicuro. Per questo il messaggio che darei alle imprese è molto semplice: non bisogna avere paura del quantum; piuttosto, bisogna prepararsi al quantum. La transizione verso infrastrutture quantum-safe deve iniziare prima che esista un computer quantistico capace di rappresentare una minaccia. 

Fortunatamente non partiamo da un foglio bianco. L'esperienza dell'AI ci ha insegnato che regole, standard e tecnologia devono evolvere insieme, non in sequenza. Nel quantum questo processo è già cominciato. Esistono iniziative europee e nazionali, standard internazionali e, soprattutto nel campo della cybersecurity, un'importante transizione verso nuovi standard crittografici resistenti agli attacchi quantistici. Naturalmente bisognerà continuare a costruire il quadro normativo man mano che la tecnologia maturerà. Ma credo sia importante evitare due estremi: arrivare troppo tardi con le regole, oppure regolamentare troppo presto una tecnologia che sta ancora evolvendo, rischiando di frenarne lo sviluppo. La sfida per l'Europa è creare un ambiente nel quale innovazione, sicurezza e responsabilità possano procedere insieme. E, da questo punto di vista, abbiamo l'opportunità di utilizzare quanto abbiamo imparato dall'AI per fare meglio con il quantum. 

Oggi la competizione quantistica è globale. Gli Stati Uniti e la Cina sono certamente due dei principali protagonisti, con investimenti molto importanti pubblici e privati. Ma l'Europa possiede competenze scientifiche straordinarie e una tradizione nella fisica quantistica che non è seconda a nessuno. Anche Paesi come Regno Unito, Canada, Giappone, Corea del Sud e Australia stanno investendo significativamente, e l'Italia si sta imponendo come il centro del Rinascimento Quantistico europeo, anche grazie alle iniziative condotte da IonQ Italia, che sta spingendo per un rinnovamento scientifico, culturale, accademico e industriale tale da permettere alle tecnologie quantistiche di essere sviluppate in Italia e non semplicemente importate dall'America. La questione per l'Europa, quindi, non è se possieda le competenze. Le possiede. La vera sfida è trasformare l'eccellenza scientifica europea in leadership industriale. Significa creare imprese, infrastrutture, proprietà intellettuale, competenze e una supply chain che permettano all'Europa non soltanto di utilizzare tecnologie quantistiche sviluppate altrove, ma di partecipare direttamente al loro sviluppo. Ed è qui che vedo un'opportunità particolarmente importante per l'Italia. Abbiamo università e centri di ricerca di altissimo livello, una grande tradizione scientifica e un tessuto industriale estremamente sofisticato, dall'aerospazio alla difesa, dall'energia alla finanza, dalla farmaceutica alla manifattura avanzata. La sovranità tecnologica non significa chiudersi al resto del mondo: significa avere le competenze e la capacità industriale per essere protagonisti, anziché semplicemente clienti, della prossima rivoluzione tecnologica.