Integrazione senza precedenti Radiance-Leonardo fra calcolo quantistico e tradizionale: così l’Emilia entra nella nuova era dell’HPC europeo

Mentre l’estate avvolge Bologna, nelle sterili sale del Tecnopolo DAMA e del CINECA presso l’ex Manifattura Tabacchi si prepara un passaggio epocale per la ricerca scientifica italiana ed europea.

Entro la fine del 2025, il supercomputer Leonardo, che fu tra i quattro più potenti al mondo e oggi si colloca al nono posto a livello globale per capacità di calcolo, sarà affiancato da un computer quantistico IQM Radiance da 54 qubit, fisicamente integrato nell’infrastruttura esistente. Sarà il primo sistema ibrido di questa scala mai realizzato in Italia e uno dei più avanzati in Europa, pronto a ridefinire i confini della computazione scientifica.

L’integrazione non è un semplice potenziamento hardware, ma un cambio di paradigma.

“Non stiamo semplicemente aggiungendo un nuovo componente al nostro data center”,

afferma Alessandra Poggiani, Direttrice Generale del CINECA, riprendendo le dichiarazioni rese al momento dell’annuncio ufficiale.

“Stiamo costruendo un ecosistema in cui i bit classici e i qubit possano dialogare in tempo reale, senza le limitazioni delle connessioni cloud. È un salto qualitativo, che posizionerà l’Italia all’avanguardia della ricerca internazionale”.

Una strategia basata sull’integrazione, non sulla sostituzione

Nel panorama internazionale, Stati Uniti d’America e Repubblica Popolare Cinese investono somme colossali nella costruzione di macchine quantistiche sempre più grandi, puntando soprattutto a incrementare il numero di qubit. L’Europa, invece, persegue un approccio più orientato alla complementarità tra tecnologie, con l’obiettivo di ottenere vantaggi concreti già nel breve periodo.

La filosofia è quella di potenziare le infrastrutture di High Performance Computing già esistenti con capacità quantistiche, anziché sostituirle, massimizzando così il ritorno sugli investimenti pubblici e privati.

“I veri progressi dei prossimi anni non verranno dai sistemi quantistici isolati, ma dalla loro capacità di lavorare in sinergia con l’infrastruttura di calcolo tradizionale”,

spiega Mikko Välimäki, Co-CEO di IQM Quantum Computers, dalla Finlandia.

“Alcuni problemi saranno risolti dai supercomputer classici, altri dai processori quantistici, ma la maggior parte richiederà una collaborazione continua tra le due tecnologie”.

Un grande vantaggio competitivo per l’Italia e per l’Europa

L’IQM Radiance 54, basato su un processore superconduttivo full-stack, sarà fisicamente ospitato negli stessi spazi di Leonardo, garantendo una latenza minima nello scambio di dati. Questo dettaglio tecnico è cruciale: l’eliminazione della distanza fisica tra HPC e quantum riduce i colli di bottiglia e permette esecuzioni iterative tra i due sistemi in tempi quasi istantanei.

L’accesso al nuovo sistema sarà gestito da quello che fu il Consorzio Interuniversitario del Nord-Est per il Calcolo Automatico di Casalecchio di Reno, che opera come soggetto pubblico-privato al servizio di università, enti di ricerca e aziende. Questo significa che l’infrastruttura non sarà appannaggio di pochi, ma costituirà un bene strategico condiviso, aperto anche a collaborazioni internazionali nell’ambito dell’EuroHPC Joint Undertaking.

Le applicazioni: dai materiali alla medicina personalizzata

Le potenziali applicazioni di un sistema ibrido HPC–quantum sono numerose e già identificate come prioritarie. Nella ricerca sui materiali, per esempio, il sistema potrà modellare il comportamento di leghe innovative o superconduttori ad alta temperatura, fondamentali per la transizione energetica e per reti elettriche senza dispersioni.

In campo farmacologico, la possibilità di simulare con precisione interazioni molecolari complesse apre prospettive per sviluppare farmaci più efficaci e con minori effetti collaterali.

Anche l’ottimizzazione logistica (dal traffico urbano alla gestione delle catene di fornitura) e la finanza computazionale potranno trarre beneficio da algoritmi ibridi capaci di esplorare rapidamente scenari impossibili da analizzare con i soli mezzi tradizionali.

La sfida delle competenze e della formazione universitaria

Secondo Tommaso Calarco, direttore del Quantum Community Network europeo, la disponibilità di hardware all’avanguardia è soltanto il primo passo. In più occasioni ha ribadito che

“la vera rivoluzione richiederà figure professionali in grado di operare sia nei paradigmi del calcolo classico che in quello quantistico”.

Ciò implica la creazione di nuovi linguaggi di programmazione e la diffusione di metodologie ibride fin dalle università.

Per questo motivo, il CINECA ha già annunciato l’avvio di programmi formativi in collaborazione con i principali atenei italiani, con l’obiettivo di formare centinaia di specialisti nei prossimi anni. I corsi copriranno aspetti teorici e pratici, dalla fisica dei qubit alla progettazione di algoritmi ibridi, garantendo così che la comunità scientifica italiana sia pronta a sfruttare appieno l’infrastruttura fin dal primo giorno di operatività.

Bologna nella mappa globale del quantum computing

L’Italia non è sola in questa corsa. In Germania, il Forschungszentrum Jülich sta integrando sistemi quantistici con i suoi supercomputer, mentre in Finlandia il supercalcolatore LUMI è destinato a ospitare un proprio quantum backend. Tuttavia, il progetto di Bologna si distingue per la combinazione di tre fattori: potenza dell’HPC di partenza, numero di qubit del sistema quantistico e integrazione fisica on-premises, senza ricorrere a collegamenti remoti.

Questa configurazione colloca Bologna in una posizione di rilievo non soltanto in Europa, ma anche nello scenario globale, al fianco di hub come Oak Ridge negli Stati Uniti o Riken in Giappone.

Il posizionamento strategico che ne deriva potrebbe attirare non soltanto progetti di ricerca, ma anche investimenti industriali e startup di frontiera, generando un effetto volano sull’intero ecosistema tecnologico dell’Emilia-Romagna.

Oltre il 2025: prospettive e impatti attesi per il continente

La timeline prevede la consegna e installazione del Radiance nel quarto trimestre del 2025, seguita da una fase di test e ottimizzazione. I primi progetti pilota dovrebbero avviarsi già nel 2026, focalizzati su chimica computazionale, crittografia post-quantistica e intelligenza artificiale quantistica.

Se le aspettative saranno rispettate, il sistema ibrido di Bologna potrà diventare un punto di riferimento per l’intero continente, non soltanto per la ricerca accademica ma anche per applicazioni industriali di alto valore aggiunto.
Come ha sottolineato Alessandra Poggiani,

“non ci aspettiamo una rivoluzione dall’oggi al domani, ma stiamo ponendo le basi per trasformazioni profonde nel panorama scientifico dei prossimi decenni”.

Un obiettivo che, se raggiunto, non soltanto consoliderà la leadership italiana ed emiliano-romagnola nell’HPC, ma contribuirà anche a definire una vera e propria “via europea” al calcolo quantistico, autonoma e competitiva rispetto ai modelli statunitense e cinese.

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