Il nuovo supercomputer del CINECA potenzia simulazioni del plasma e materiali avanzati, agevolando reattori più stabili, efficienti e sostenibili

Il 3 novembre 2025, al data center CINECA di Casalecchio di Reno, nell’area metropolitana di Bologna, è stato inaugurato il supercomputer Pitagora, nuova infrastruttura italiana strategica finanziata da EUROfusion e gestita in collaborazione con l’ENEA per sostenere la ricerca europea sulla fusione nucleare. Il sistema raggiunge una potenza certificata di 42,6 PFlops (benchmark HPL), posizionandosi stabilmente tra i primi 50–100 supercomputer al mondo e rappresentando una delle piattaforme HPC più avanzate mai dedicate esclusivamente alla fisica del plasma.

Il suo compito è ambizioso: accelerare la comprensione dei meccanismi che governano la fusione, processo che replica sulla Terra l’energia delle stelle, offrendo una prospettiva concreta di produzione energetica pulita, sicura e a basse emissioni.

Dal laboratorio al reattore: ecco perché la fusione ha bisogno di HPC

Il plasma da fusione è un sistema altamente instabile, turbolento e sensibile a minime variazioni di campo magnetico, temperatura e densità. Comprenderne il comportamento reale richiede una combinazione di sperimentazione e simulazioni numeriche ad altissima complessità, capaci di riprodurre in silico dinamiche che nel mondo fisico sarebbero troppo costose, lente o rischiose.

Pitagora consente di simulare l’intero ciclo operativo di un reattore: dall’innesco del plasma alla fase di combustione, fino allo spegnimento e raffreddamento, includendo fenomeni come turbolenza di bordo, trasporto energetico, instabilità magnetoidrodinamiche e interazione con i materiali strutturali. Questo approccio di prototipazione virtuale integrale permette di testare e ottimizzare nuovi design prima della costruzione fisica, riducendo drasticamente costi e tempi di sviluppo.

Come afferma Gianfranco Federici, Amministratore Delegato di EUROfusion,

“Per mantenere la posizione di leadership dell’Europa nella ricerca e nello sviluppo della fusione sono necessari investimenti mirati come Pitagora. n strutture dedicate come questa possiamo generare il tipo di conoscenze, know-how e competenze che ci avvicineranno alla realizzazione di una centrale a fusione. A questo proposito, il calcolatore è un ottimo esempio della dedizione e impegno di EUROfusion, e ne siamo molto orgogliosi”.

Architettura e prestazioni: una potenza su misura per la fusione futura

Pitagora è basato su server Lenovo ThinkSystem con processori AMD “Turin” e GPU NVIDIA di ultima generazione. La sua architettura è suddivisa in due partizioni altamente performanti: 15,3 PFlops di CPU e 27,3 PFlops GPU.

La partizione GPU ha raggiunto il quarantaquattresimo posto nel ranking Top 500 di novembre 2024, mentre quella CPU si è posizionata al centosettesimo posto nel Top 500 di giugno 2025, confermandone l’elevata competitività nel panorama globale del supercalcolo.

I test preliminari, condotti nel maggio 2025 da unità del Max Planck Institute for Plasma Physics e dall’EPFL, hanno certificato prestazioni

“molto buone”,

validando Pitagora come cluster scientifico dedicato di riferimento per la comunità EUROfusion.

Raffreddamento e sostenibilità: efficienza energetica come paradigma

Elemento distintivo del sistema è l’adozione della tecnologia Lenovo Neptune Direct Water-Cooling, che consente di dissipare fino al 98 per cento del calore generato tramite raffreddamento ad acqua temperata. Questo approccio riduce i consumi di raffreddamento di circa il 15 per cento e porta il valore PUE (Power Usage Effectiveness) attorno a 1,1, un risultato particolarmente rilevante per un’infrastruttura di tale scala.

In un’epoca in cui il supercalcolo è chiamato a sostenere la transizione energetica riducendone al contempo l’impatto ambientale, Pitagora si afferma come modello di HPC sostenibile, capace di coniugare potenza e responsabilità energetica.

Innovare sul modello del Sole: simulazioni, materiali e reattori innovativi

Grazie a Pitagora, i ricercatori europei possono sviluppare configurazioni magnetiche più efficaci, migliorando il confinamento del plasma e limitando le dispersioni energetiche. Le simulazioni avanzate supportano inoltre lo studio di materiali avanzati in grado di resistere a temperature estreme e al bombardamento neutronico tipico dei reattori a fusione.

Questo lavoro è cruciale per progetti come ITER e DEMO, dove la stabilità del plasma e la durabilità dei materiali determinano la sostenibilità economica dell’intero sistema.

Le simulazioni consentono di ottimizzare i sistemi di riscaldamento e di raggiungere il guadagno energetico netto, condizione indispensabile per rendere la fusione una reale alternativa industriale.

Scienza, istituzioni e visione sistemica italiana nel cuore di Bologna

“Con Pitagora prosegue il nostro impegno nel sostenere la ricerca europea sulla fusione nucleare e la sua applicazione industriale per la produzione di energia elettrica, un percorso avviato nel 2016 con il supercomputer MARCONI-FUSION”,

dichiara Francesco Ubertini, Presidente del CINECA.

“Grazie a EuroFusion e al Ministro Gilberto Pichetto Frattin per la fiducia, e grazie al Ministro Anna Maria Bernini, per la visione e il continuo sostegno che hanno permesso all’Italia di rivestire un ruolo centrale nella strategia europea su supercalcolo e intelligenza artificiale. Continueremo a lavorare come infrastruttura per rendere possibile la progettazione della futura centrale elettrica a fusione DEMO”.

“Con il supercomputer Pitagora, il nostro Paese compie un passo decisivo nel rafforzare la propria leadership nella ricerca sulla fusione nucleare, una delle sfide scientifiche e tecnologiche più ambiziose del nostro tempo per un’energia del futuro illimitata, pulita e sicura”,

sottolinea la presidente di ENEA, Francesca Mariotti.

“La collaborazione tra ENEA, CINECA ed EUROfusion testimonia la capacità dell’Italia di integrare competenze, professionalità e infrastrutture al servizio del sistema Paese e della transizione energetica verso un modello di sviluppo sostenibile e competitivo”.

Un’incredibile struttura nelle parole dei Ministri Bernini e Pichetto Fratin

Alla cerimonia inaugurale erano presenti la Ministra italiana dell’Università e della Ricerca, Anna Maria Bernini, e il Ministro dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica, Gilberto Pichetto Fratin.

“Investire nella ricerca significa puntare sul futuro del nostro Paese e delle nuove generazioni. E quel futuro oggi è più vicino: Pitagora non è soltanto un supercomputer, ma un acceleratore di progresso”,

sottolinea il Ministro dell’Università e della Ricerca, Anna Maria Bernini.

“La sua potenza di calcolo ci permette di avvicinare ciò che per decenni è sembrato un traguardo lontano: un’energia pulita e sicura, davvero accessibile a tutti. La fusione nucleare rappresenta una delle frontiere più promettenti della transizione energetica e con Pitagora potremo accelerarne la ricerca, mettendo a frutto soluzioni che tengano insieme innovazione, sostenibilità e sicurezza. Qui a Bologna si rafforza un ecosistema che il Ministero dell’Università e della Ricerca sostiene e finanzia rendendo l’Italia un riferimento europeo per il supercalcolo, il quantum e le tecnologie più innovative. È così che l’Italia è protagonista in Europa e trasforma la conoscenza in energia per le nuove generazioni”.

“L’Italia conferma la propria leadership nella ricerca europea sull’energia da fusione”,

commenta il Ministro dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica, Gilberto Pichetto Fratin.

“È un risultato che unisce eccellenza scientifica, capacità industriale e visione strategica: elementi fondamentali per affrontare le grandi sfide della transizione energetica. L’investimento in infrastrutture di questo livello, realizzato grazie alla collaborazione tra ENEA, CINECA ed EUROfusion, dimostra come il nostro Paese sappia essere protagonista nella costruzione di una nuova generazione di tecnologie per l’energia”.

Dalla potenza al valore concreto: scenari futuri della fusione europea

Pitagora segna una soglia evolutiva nel rapporto tra calcolo e fisica della fusione. La sua capacità di anticipare comportamenti complessi, ridurre il rischio sperimentale e ottimizzare le scelte progettuali consolida un nuovo paradigma di innovazione sistemica, in cui scienza dei dati, sostenibilità ed energia convergono.

In questo contesto, l’Italia (e Bologna in particolare) si propone come snodo strategico per la ricerca europea, trasformando la potenza computazionale in valore scientifico e industriale. La fusione resta una sfida di lungo periodo, ma infrastrutture come Pitagora dimostrano che il futuro energetico si costruisce oggi, con metodo, visione e, ovviamente, rigore tecnologico.

Gli armadi Pitagora: l’inedito volto tecnologico del supercalcolo per la fusione

Dentro i rack di Pitagora, il supercomputer che accelera la fusione europea

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