Un computer quantistico capace di funzionare a temperatura ambiente, senza raffreddamento criogenico in nessuna delle componenti della catena quantistica: dalla sorgente che genera i singoli fotoni al processore, fino ai rivelatori che leggono i risultati. E il prototipo realizzato da Rotonium, startup deep tech italiana fondata da Roberto Siagri e Fabrizio Tamburini.
La macchina ospita un processore quantistico fotonico da quattro qubit effettivi, il cui chip misura appena 18 per 4 millimetri. Con “qubit effettivi”, Rotonium indica i qubit utilizzabili insieme in un calcolo verificato, nelle condizioni di prova dichiarate. È una soluzione che punta a ridurre progressivamente dimensioni, consumi e costi del calcolo quantistico, aprendo la strada alla sua integrazione in dispositivi e applicazioni industriali.
Il prototipo è stato presentato a Padova, dove Rotonium ha il proprio quartier generale operativo. La tecnologia sviluppata dalla startup sfrutta i fotoni, le particelle della luce, per elaborare informazioni quantistiche senza ricorrere ai sistemi criogenici necessari, per esempio, ai computer basati su circuiti superconduttori. L'obiettivo è portare il calcolo quantistico fuori dai grandi centri specializzati, avvicinandolo al luogo in cui i dati vengono prodotti e utilizzati. E il principio dell'edge quantum computing, che punta a sviluppare acceleratori quantistici integrabili in sistemi industriali, robot, mezzi a guida autonoma e satelliti. In questi contesti, e in particolare nelle applicazioni spaziali, peso, dimensioni e consumo energetico sono
requisiti determinanti.
Le applicazioni a cui Rotonium punta comprendono l'intelligenza artificiale a bordo dei dispositivi, la pianificazione di percorsi e movimenti per aumentare l'efficienza e ridurre i consumi energetici e l'analisi avanzata delle immagini per riconoscere oggetti e particolari anche in condizioni di luce molto precarie. Un ulteriore ambito è l'elaborazione dei dati provenienti da sensori quantistici, per interpretare le condizioni dell'ambiente. In prospettiva, l'obiettivo è contribuire allo sviluppo di un'Internet delle cose potenziata dalle tecnologie quantistiche, in cui sensori quantistici, calcolo quantistico e comunicazioni quantistiche operino insieme.
“Il calcolo quantistico non deve rimanere una tecnologia riservata a pochi grandi centri di ricerca o alle imprese che possono permettersi infrastrutture milionarie - afferma Roberto Siagri, cofondatore e amministratore delegato di Rotonium -. Vogliamo contribuire a democratizzarne l'accesso, trasformandolo progressivamente in uno strumento utilizzabile anche nei contesti industriali e nei sistemi elettronici. Per farlo serve un cambio di prospettiva: non conta soltanto quanti qubit riusciamo a sviluppare, ma quanto siano realmente utilizzabili. E ciò che chiamiamo Industrial Quantum Utility, l'equilibrio tra prestazioni, dimensioni, peso, consumi, costi e possibilità di impiego. Questo significa anche progettare sistemi affidabili, capaci di funzionare a lungo senza interruzioni e di tornare rapidamente operativi in caso di guasto. L'Italia ha competenze scientifiche e tecnologiche per giocare un ruolo importante in questa trasformazione. La sfida è riuscire a trasformarle in prodotti, imprese e capacità industriale, accompagnando la ricerca con investimenti e una visione di lungo periodo”.

La tecnologia è al centro di sei famiglie brevettuali, che hanno già generato 25 domande di brevetto, con quattro brevetti già concessi. Combina nuovi circuiti fotonici con metodologie dedicate alla gestione degli errori, uno degli ostacoli principali alla crescita delle prestazioni dei computer quantistici. L'architettura è progettata per utilizzare processi produttivi compatibili con la fotonica su silicio, favorendo una futura industrializzazione. “La scelta di utilizzare la luce ci permette di affrontare alcuni dei principali limiti fisici e tecnologici che oggi rendono complessa la realizzazione dei computer quantistici - spiega Fabrizio Tamburini, cofondatore e Chief Quantum Officer di Rotonium -. Sfruttiamo diverse proprietà fisiche del singolo fotone, chiamate gradi di libertà per codificare ed elaborare l'informazione quantistica. L'intero sistema funziona a temperatura ambiente, senza criogenia: dalla sorgente che genera i fotoni al processore, fino ai rivelatori che leggono i risultati. Un secondo elemento fondamentale riguarda la gestione degli errori, che affrontiamo attraverso un'architettura proprietaria orientata a contenere la complessità dei sistemi. Il prototipo da quattro qubit effettivi rappresenta un passaggio importante: dimostra la possibilità di sviluppare circuiti fotonici compatti e costituisce la base sulla quale lavorare per aumentare progressivamente la capacità di calcolo”.

La roadmap industriale di Rotonium punta a raggiungere i 96 qubit effettivi nel 2030, aumentando progressivamente la capacità di calcolo e sviluppando prodotti sempre più compatti e integrabili. Il 2030 non rappresenta però un punto di arrivo: l'obiettivo finale è raggiungere le migliaia di qubit effettivi entro il 2035.
La prima tappa prevede una macchina in formato desktop tower da 16 qubit effettivi nel 2028. Nel 2029, l'obiettivo è arrivare a un acceleratore con oltre 32 qubit effettivi su scheda PCI Express, o PCle, un formato utilizzato per collegare componenti aggiuntivi a computer e server come le GPU. La scheda rappresenta un passaggio