“La collaborazione è particolarmente importante nella ricerca quantistica”

Cosa sta succedendo attualmente nella ricerca quantistica e come si posiziona la Svizzera a livello internazionale?

Kirsten Moselund: Qui in Svizzera abbiamo un settore molto attivo. Alcuni gruppi svizzeri, che lavorano nelle università e negli istituti di ricerca, sono davvero leader mondiali nella ricerca sui computer quantistici e sui bit quantistici necessari per il loro funzionamento. Anche il PSI è coinvolto: tra le altre cose, nel 2021 abbiamo creato il Quantum Computing Hub insieme al Politecnico federale di Zurigo. Si trova qui al PSI e attraverso di esso stiamo promuovendo lo sviluppo dei computer quantistici.

Si tratta sempre di computer quantistici?

No, ci sono altri campi interessanti, come la tecnologia dei sensori quantistici e la comunicazione quantistica.

In Svizzera, sono soprattutto le piccole aziende ad essere coinvolte nella tecnologia dei sensori quantistici. Gli effetti quantistici possono essere utilizzati per costruire sensori ad alta precisione per applicazioni molto specifiche nell'industria e nella ricerca. Tali sensori sono già molto avanzati e ben consolidati come prodotti industriali. Abbiamo collaborato con l'azienda Qnami e il Centro svizzero di elettronica e microtecnologia (CSEM) a un progetto comune: l'obiettivo a lungo termine è quello di utilizzare sensori quantistici per misurare i deboli campi magnetici all'interno del cervello. Una migliore comprensione del cervello può infatti portare a trattamenti più efficaci per le malattie neurologiche.

E la comunicazione quantistica riguarda le tecnologie di crittografia?

Tra le altre cose. Si occupa di comunicazioni crittografate e sicure. La comunicazione quantistica è stata sviluppata già in passato. Ad esempio, sono in fase di sviluppo dispositivi a fotone singolo. La società ID Quantique è stata fondata nel 2001 come spin-off dell'Università di Ginevra. Oggi questa tecnologia viene utilizzata per la cosiddetta distribuzione quantistica delle chiavi nelle comunicazioni sicure.

Lei è il direttore del Laboratorio per le tecnologie nano e quantistiche presso il Centro per la scienza dei fotoni del PSI. Di cosa si occupa attualmente?

Il nostro laboratorio comprende sette diversi gruppi di ricerca, quattro dei quali sono specializzati in tecnologie di calcolo quantistico. Gli scienziati che lavorano in questi gruppi stanno sviluppando diversi approcci per i bit quantistici: qubit superconduttori, qubit a trappola ionica, qubit bosonici e qubit basati su atomi neutri. Attualmente è necessario svolgere ricerche su tutti questi aspetti per determinare quale tipo di computer quantistico possa essere implementato al meglio nel lungo termine e quale tipo di qubit sia più adatto.

Gestiamo anche una camera bianca speciale presso Park Innovaare, proprio accanto al PSI: la Park Innovaare Cleanroom for Optics and Innovation, abbreviata in PICO. Questa struttura è specializzata in tecnologie quantistiche: disponiamo, ad esempio, di attrezzature speciali per materiali superconduttori e per la litografia avanzata.

La mia ricerca si concentra principalmente sulla fotonica integrata e la nanoelettronica. L'idea è quella di utilizzare la luce per trasmettere informazioni. Stiamo sviluppando elementi che possono servire alle tecnologie quantistiche collegandole al mondo classico. Stiamo anche studiando reti fotoniche adattive come piattaforma per l'intelligenza artificiale.

Nel 2022, insieme ad altri rinomati ricercatori, ha scritto una lettera aperta in cui chiedeva maggiori finanziamenti per le tecnologie quantistiche in Svizzera. Come è nata questa iniziativa?

Il contesto era dato dall'esito inconcludente dei colloqui del 2021 sullo sviluppo di un accordo quadro per tutti i trattati bilaterali tra la Svizzera e l'UE. Di conseguenza, molte collaborazioni con l'UE sono state congelate. Tra le altre cose, non abbiamo più potuto partecipare al programma di ricerca «Horizon Europe». Tuttavia, nel campo della ricerca quantistica abbiamo subito un doppio impatto, perché i criteri di esclusione per tutti i gruppi di ricerca non UE erano ancora più severi.

Questo ha rallentato la ricerca quantistica svizzera?

Nel complesso sì. I ricercatori affermati hanno quindi cercato collaborazioni bilaterali con altri paesi. Abbiamo realizzato progetti congiunti con gli Stati Uniti, ad esempio, e c'è stato anche un bando quantistico con la Corea del Sud. Ma questi progetti devono essere prima avviati. I ricercatori più giovani hanno trovato la situazione particolarmente difficile, perché per loro è molto più complicato avviare collaborazioni all'estero. Da un lato, hanno particolarmente bisogno di finanziamenti per la ricerca, ma anche in questo caso il denaro non è tutto. Soprattutto, hanno bisogno di una collaborazione stretta e proficua con i partner. E come piccolo Paese al centro dell'Europa, dipendiamo dalla possibilità di collaborare con i gruppi dell'UE.

Dall'inizio di novembre 2025, la Svizzera è nuovamente associata a pieno titolo ai programmi di ricerca dell'UE, il che significa che i ricercatori svizzeri possono nuovamente partecipare a un totale di sei programmi di ricerca dell'UE, tra cui «Horizon Europe».

Ne siamo molto lieti, ed è qualcosa per cui noi ricercatori ci siamo sempre battuti. Ma per colmare gli ultimi quattro anni avevamo bisogno di altre soluzioni, ed è qui che la lettera aperta ha avuto un impatto reale. Ha portato alla Swiss Quantum Initiative, lanciata dal Consiglio federale, che ha fornito ulteriori finanziamenti per la ricerca fondamentale e le collaborazioni internazionali.

E anche adesso non è ancora stato deciso tutto. Probabilmente ci sarà un referendum, anche se la data esatta non è ancora stata fissata. Il referendum deciderà in merito all'accordo quadro con l'UE, il che significa che le nostre collaborazioni di ricerca saranno nuovamente in bilico. Speriamo vivamente che il popolo svizzero comprenda l'importanza di queste collaborazioni.

Soprattutto nel campo della ricerca quantistica?

Il percorso verso la commercializzazione è particolarmente lungo nel settore quantistico, molto più lungo rispetto ad altre tecnologie. Ciò è particolarmente evidente quando si parla di computer quantistici. Alla fine, questi non sostituiranno i personal computer. Piuttosto, i centri di calcolo ad alte prestazioni avranno un computer quantistico accanto a un supercomputer, perché il primo è molto più adatto a determinati calcoli. Se la Svizzera non vuole rimanere indietro in questo settore, abbiamo bisogno di accedere ai finanziamenti per la ricerca e dobbiamo cooperare con l'UE.

Oltre alla sua attività di ricerca, lei è stato anche uno dei promotori dello Swiss PIC, un centro di trasferimento tecnologico. Di cosa si tratta?

Swiss PIC è stata fondata nel 2023 e abbiamo appena celebrato la nostra inaugurazione ufficiale alla fine di novembre 2025, insieme all'apertura del nostro centro di produzione di microchip basati sulla luce presso Park Innovaare. Ciò sosterrà l'industria fotonica svizzera, in particolare le start-up e le PMI. Se vogliono vendere un componente fotonico, questo deve essere integrato nell'elettronica, in quello che chiamiamo «photonic packaging». Ciò richiede livelli di precisione molto elevati, ad esempio quando si uniscono fibre di vetro. Richiede anche attrezzature e competenze altamente specializzate. Questo è il motivo per cui il photonic packaging rappresenta una parte consistente dei costi di produzione. Per le start-up, questo può rappresentare un ostacolo significativo all'ingresso nel mercato. Swiss PIC le aiuta quindi a trasformare più rapidamente un'idea di ricerca in un'applicazione commerciabile.