La sostenibilità passa dal quantum computing

Il tema della circolarità economica rappresenta oggi un tema imprescindibile in qualunque ambito produttivo, perchè alternativo all’attuale modello di produzione e di consumo. L’importanza del tema è confermata, a livello nazionale, anche dalla nascita ufficiale del Ministero della Transizione ecologica (Mite), guidato dal ministro Roberto Cingolani. Esiste però ancora un “gap di circolarità” colmabile a breve e medio termine probabilmente solo con l’utilizzo tecnologie innovative e digitali.

di Fabio De Felice | Professore presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Meccanica dell’Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale
e Antonella Petrillo | Professore Associato presso il dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi di Napoli “Parthenope”

Il nostro futuro tra tecnologia ed opportunità

All’alba di un’epoca che si appresta a superare la Legge di Moore, le tecnologie che formano la base della società dell’informazione in cui siamo immersi, sembrano aver ormai raggiunto il loro pieno potenziale.

Questo accade in un momento storico unico, segnato da sfide globali senza precedenti, dagli inarrestabili cambiamenti climatici fino alle conseguenze della pandemia mondiale. Un momento storico che ha visto proprio nella tecnologia l’àncora a cui aggrapparsi. La Digital Transformation è accelerata da un processo di catalizzazione del cambiamento che in poco meno di un anno ha trasformato tecnologie considerate troppo avveniristiche e complesse, in strumenti di sopravvivenza quotidiana, per una realtà che aveva ed ha necessità di non rallentare i propri ritmi, ma di ripensare i tempi e i luoghi della vita.

È qui che l’innovazione diventa cambiamento culturale, strumento essenziale ad interpretare con linguaggi nuovi la complessità di un mondo la cui sfida è quella di reinventare i modi di lavorare, produrre, comunicare, vivere affinchè siano sostenibili ed inclusivi.

La scienza è spesso così: traccia fenomeni apparentemente astratti nel loro dipanarsi, eppure tremendamente concreti nelle loro conseguenze. Come ha affermato uno dei padri del quantum computing, Richard Feynman “la natura non segue le regole della fisica classica, e se si vuole produrre una simulazione della natura, occorre farlo con gli strumenti della meccanica quantistica”.

la natura non segue le regole della fisica classica, e se si vuole produrre una simulazione della natura, occorre farlo con gli strumenti della meccanica quantistica”.

– Richard Feynman

Tra gli innumerevoli esempi di questa apparente aporia, certamente vi è l’entanglement, una delle proprietà più intriganti della fisica quantistica. Infatti, l’entanglement, che significa più o meno “groviglio”, è il concetto che indica la presenza di una sorta di intreccio tra particelle distanti tra loro. Il fil rouge tra il battito d’ali di una farfalla ed un tornado, come si interrogava Edwuard Lorenz in una famosa conferenza del 1972.

Per esempio, tra i vari studi che corroborano quanto affermato, alla Colgate University di New York, il fisico Enrique Gálvez ha messo a punto un apparecchio in grado di “correlare” particelle: un po’ come sparare contemporaneamente nell’universo due monete, avendo la certezza che cadranno sempre, nello stesso istante, sullo stesso lato.

Ma cosa c’entra tutto ciò con la nostra vita quotidiana?

Presi e forse persi nella nostra porzione di realtà, guardiamo intorno a noi secondo il principio di località. Pertanto, posizioniamo i diversi fattori che caratterizzano l’economia circolare ed i principi di sostenibilità quali produzione, distribuzione, uso o rifiuto in caselle circoscritte, spesso scollegate tra loro, e dalla nostra vita quotidiana di utenti, fruitori, imprenditori o ricercatori.

Dobbiamo in qualche modo affrontare un’opera di rifondazione della realtà, in cui la materia prima da modellare non può essere altro che la quantità di dati senza precedenti che abbiamo a disposizione. Quello che ci è mancato finora è la capacità di leggerli ed interpretarli in maniera sufficientemente veloce ed efficace in maniera da trasformarli in ipotesi di futuro sostenibile. Ed anche in questo caso la fisica quantistica, o meglio il dispositivo che sfrutta queste leggi, ci può venire in supporto: più precisamente il computer quantistico. Una capacità che la Quantum Revolution, grazie alla sua capacità di liberare una potenza di calcolo senza precedenti, è in grado di darci.

In un mondo sempre più fortemente caratterizzato da un’endemica scarsità di risorse, la capacità di collocarle e ri-collocarle nella maniera più efficace ed efficiente possibile è la chiave per disegnare i modelli di crescita inclusivi e sostenibili di cui abbiamo assoluta necessità.

Ed è qui che nasce un binomio che, pur manifestandosi come uno scenario sci-fi (spesso chiamata la “letteratura delle idee” dal momento che esplora le potenziali conseguenze delle innovazioni scientifiche, sociali e tecnologiche) costituisce forse la strada più rapida e concreta verso un futuro all’altezza delle nostre aspirazioni: computer quantici ed economia circolare.

Sappiamo che la tecnologia non è neutrale rispetto agli impatti ambientali. È necessario avere una metrica ed una lettura precisa dei costi per l’ambiente dell’utilizzo di una tecnologia come quella del quantum computing, e ad oggi numerose sono le valutazioni costi-benefici in questo senso.

Da un lato, la capacità di prevedere come calcolare con precisione ed anticipo non solo quale sia la migliore allocazione delle risorse, ma i risultati che da ciò ne deriveranno. Dall’altro, la possibilità di rigenerare tali risorse, innescando un circolo virtuoso in grado di superare i limiti imposti dalla natura.

È la rivincita di una nuova complessità, in cui l’economia, come un sistema vivente, si muove utilizzando meccanismi di retroazione non lineari, che restituiscono al sistema le sostanze da cui traggono energia, una volta che non ne hanno più bisogno. È l’affermazione del pensiero sistemico, in cui le cose si influenzano reciprocamente. E non ha più senso affrontare criticità e rincorrere opportunità come se non si trattasse delle facce di una stessa medaglia.

Occorre una inedita capacità di lettura, cruciale per definire e pianificare le corrette azioni sul sistema stesso. Una cattiva interpretazione di tendenze, funzioni, influenze sul sistema, determinerà il fallimento dello stesso. È una capacità di lettura che necessita di una tale potenza di calcolo che solo il quantum computing è in grado di affrontare.

Eccoci, quindi, a ricostruire un mondo partendo dalle fondamenta. A disegnare un nuovo metabolismo socioeconomico, fatto per imparare a leggere i processi nella loro interezza, riuscendo a fornire proposte di intervento e criteri di misurazione dei risultati che possano avere un impatto istantaneo sulla realtà.