L’evoluzione dei computer quantistici: a che punto siamo davvero?

51

Last updated: July 19, 2026

Quick Answer: I computer quantistici nel 2026 sono macchine reali ma ancora profondamente limitate: esistono prototipi con centinaia di qubit fisici, ma nessuno ha ancora raggiunto la “supremazia quantistica” su problemi pratici rilevanti. Siamo in una fase che gli esperti chiamano NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), dove i dispositivi funzionano ma commettono troppi errori per applicazioni commerciali generali. L’orizzonte per un computer quantistico universale e fault-tolerant si stima tra i 10 e i 20 anni.

Key Takeaways

• I computer quantistici sfruttano la sovrapposizione e l’entanglement quantistico per elaborare informazioni in modo radicalmente diverso dai computer classici.
• Nel 2026, nessun computer quantistico supera un supercomputer classico su problemi pratici del mondo reale in modo stabile e verificabile.
• Le aziende leader includono IBM, Google, IonQ, Microsoft e la startup PsiQuantum, ciascuna con architetture diverse.
• Il problema principale rimane la decoerenza: i qubit perdono il loro stato quantistico in microsecondi, rendendo i calcoli inaffidabili.
• Le applicazioni reali oggi riguardano simulazioni molecolari, ottimizzazione logistica e crittografia, ma in ambiti molto ristretti.
• I computer quantistici non sostituiranno i computer classici: sono strumenti complementari per problemi specifici.
• La minaccia alla crittografia attuale (RSA, AES) è reale ma non imminente: servono milioni di qubit logici stabili, non ancora disponibili.
• Il costo di sviluppo e manutenzione di un sistema quantistico è nell’ordine delle decine di milioni di dollari all’anno per i laboratori più avanzati.

Cosa sono i computer quantistici e come funzionano

Un computer quantistico è un dispositivo che usa le leggi della meccanica quantistica per elaborare informazioni. A differenza di un computer classico, che usa bit con valore 0 o 1, un computer quantistico usa qubit, che possono trovarsi in uno stato di sovrapposizione: sia 0 che 1 contemporaneamente, finché non vengono misurati.

I tre principi fondamentali su cui si basa il calcolo quantistico sono:

• Sovrapposizione: un qubit può rappresentare 0 e 1 simultaneamente, aumentando esponenzialmente lo spazio computazionale disponibile.
• Entanglement: due qubit possono essere correlati in modo tale che lo stato di uno influenza istantaneamente l’altro, indipendentemente dalla distanza fisica.
• Interferenza quantistica: gli algoritmi quantistici amplificano i percorsi di calcolo che portano alla risposta corretta e cancellano quelli errati.

Un errore comune è pensare che i computer quantistici siano “più veloci” in senso assoluto. Non lo sono. Sono più efficaci solo su certi tipi di problemi, come la fattorizzazione di numeri grandi (algoritmo di Shor) o la ricerca in database non strutturati (algoritmo di Grover).

Differenza tra computer quantistici e computer classici

I computer classici elaborano istruzioni in sequenza o in parallelo su architetture binarie. I computer quantistici operano su principi fisici completamente diversi e non sono una versione “più potente” dello stesso oggetto.

Regola pratica: scegli un computer quantistico solo se il problema ha una struttura che permette di sfruttare la sovrapposizione o l’entanglement. Per tutto il resto, un computer classico è più affidabile, più economico e più rapido.

Computer quantistici vs supercomputer: quale è più potente?

Nel 2026, un supercomputer classico come Frontier (Oak Ridge National Laboratory, USA) supera ancora qualsiasi computer quantistico disponibile su problemi pratici reali. La cosiddetta “supremazia quantistica” dimostrata da Google nel 2019 con il chip Sycamore riguardava un problema artificialmente costruito per favorire il calcolo quantistico, non un’applicazione industriale.

I supercomputer classici hanno vantaggi concreti:

• Tasso di errore vicino allo zero nelle operazioni logiche.
• Capacità di elaborare enormi dataset in modo stabile.
• Infrastruttura software matura con decenni di ottimizzazione.

I computer quantistici potrebbero superare i supercomputer classici solo su problemi specifici, come la simulazione di molecole complesse o certi algoritmi di ottimizzazione combinatoria, una volta che il numero di qubit logici stabili raggiungerà le migliaia. Questo traguardo non è ancora stato raggiunto.

Quali sono le aziende leader nello sviluppo dei computer quantistici

IBM, Google, IonQ e Microsoft sono i quattro attori principali nel settore, con approcci tecnici distinti. A questi si aggiungono startup come PsiQuantum e Quantinuum.

• IBM: usa qubit superconduttori. Nel 2023 ha presentato il chip Condor con 1.121 qubit fisici. Il suo programma IBM Quantum offre accesso cloud ai suoi sistemi. (Fonte: IBM Research, 2023)
• Google: anch’essa con qubit superconduttori. Il chip Willow, annunciato a fine 2024, ha mostrato progressi significativi nella correzione degli errori. (Fonte: Google DeepMind / Google Quantum AI, 2024)
• IonQ: usa qubit a ioni intrappolati, considerati più stabili ma più difficili da scalare.
• Microsoft: punta su qubit topologici, una tecnologia più speculativa ma potenzialmente più robusta agli errori. Nel 2025 ha annunciato progressi sul chip topologico Majorana 1.
• PsiQuantum: startup californiana che punta su qubit fotonici, con l’obiettivo di costruire un sistema da un milione di qubit.

Nessuna di queste aziende ha ancora un sistema commercialmente utile per applicazioni generali. L’accesso avviene principalmente tramite cloud computing, con tariffe orarie per l’uso dei processori quantistici.

Quali sono i problemi tecnici irrisolti dei computer quantistici

Il problema centrale è la decoerenza: i qubit sono estremamente sensibili alle perturbazioni ambientali (vibrazioni, campi elettromagnetici, variazioni di temperatura) e perdono il loro stato quantistico in tempi brevissimi, nell’ordine dei microsecondi.

Altri problemi tecnici aperti:

• Tasso di errore elevato: le operazioni sui qubit introducono errori che si accumulano rapidamente. La correzione degli errori quantistici richiede molti qubit fisici per ogni qubit logico affidabile (stime attuali: da 1.000 a 10.000 qubit fisici per qubit logico).
• Scalabilità: aumentare il numero di qubit senza aumentare proporzionalmente gli errori è una sfida ingegneristica enorme.
• Connettività limitata: non tutti i qubit in un chip possono interagire direttamente tra loro, limitando la complessità degli algoritmi eseguibili.
• Temperatura operativa: i sistemi superconduttori richiedono temperature vicine allo zero assoluto, rendendo l’hardware costoso e difficile da mantenere.

Errori di decoerenza nei computer quantistici: come si affrontano

La decoerenza si affronta con la correzione degli errori quantistici (QEC), un insieme di tecniche che distribuiscono le informazioni di un qubit logico su molti qubit fisici ridondanti. Se un qubit fisico subisce un errore, il sistema può correggerlo senza disturbare il calcolo.

Il codice di superficie (surface code) è oggi la tecnica QEC più promettente. Richiede però un numero enorme di qubit fisici per ogni qubit logico, il che spiega perché i sistemi attuali, pur avendo centinaia o migliaia di qubit fisici, dispongono di pochissimi qubit logici affidabili.

Google ha riportato nel 2024 con il chip Willow un miglioramento significativo nella QEC: all’aumentare della dimensione del codice di superficie, il tasso di errore logico è diminuito, non aumentato. Questo è un risultato teoricamente atteso ma tecnicamente difficile da ottenere, e rappresenta un passo concreto verso sistemi fault-tolerant. (Fonte: Google Quantum AI, Nature, 2024)

A cosa servono i computer quantistici nella pratica: applicazioni reali oggi

Nel 2026, le applicazioni pratiche reali dei computer quantistici sono limitate ma concrete in alcuni settori.

Simulazione molecolare e farmaceutica: IBM e aziende come Pfizer e Merck stanno esplorando l’uso di computer quantistici per simulare le interazioni molecolari durante lo sviluppo di farmaci. I sistemi attuali possono simulare molecole piccole con maggiore precisione rispetto ai metodi classici approssimati.

Ottimizzazione logistica: D-Wave, con la sua architettura di quantum annealing, offre servizi commerciali per problemi di ottimizzazione come la pianificazione delle rotte o la gestione delle catene di fornitura. I risultati sono promettenti ma non ancora definitivamente superiori agli algoritmi classici avanzati.

Crittografia e sicurezza: i laboratori governativi usano simulatori quantistici per testare nuovi algoritmi crittografici post-quantistici, in preparazione alla futura minaccia.

Finanza: alcune banche e fondi quantitativi stanno testando algoritmi quantistici per l’ottimizzazione di portafogli e la valutazione del rischio, ma siamo ancora in fase sperimentale.

Computer quantistici: una minaccia per la sicurezza informatica?

La risposta breve è: sì, potenzialmente, ma non oggi. Un computer quantistico sufficientemente potente potrebbe rompere la crittografia RSA e ECC (usate per proteggere comunicazioni internet, transazioni bancarie e dati governativi) usando l’algoritmo di Shor.

Il problema è che per farlo servirebbero milioni di qubit logici stabili, una capacità che nessun sistema esistente o pianificato nel breve termine possiede. Le stime più ottimistiche parlano di 10-15 anni prima che questa minaccia diventi concreta.

Il NIST (National Institute of Standards and Technology) ha già risposto: nel 2024 ha pubblicato i primi standard ufficiali per la crittografia post-quantistica, algoritmi progettati per resistere anche agli attacchi di computer quantistici futuri. Le organizzazioni che gestiscono dati sensibili a lungo termine dovrebbero iniziare la migrazione ora, perché i dati rubati oggi potrebbero essere decifrati in futuro (strategia “harvest now, decrypt later”).

Quando avremo computer quantistici disponibili per il mercato

Non esiste una data certa, ma ci sono tappe ragionevoli basate sui progressi attuali.

• Breve termine (2026-2030): computer quantistici accessibili via cloud per ricerca e sperimentazione. Nessuna applicazione commerciale generale. Progressi nella QEC.
• Medio termine (2030-2035): possibili primi vantaggi quantistici verificabili su problemi specifici (simulazione chimica, ottimizzazione). Hardware con migliaia di qubit logici.
• Lungo termine (oltre 2035): computer quantistici fault-tolerant con milioni di qubit logici. Applicazioni in farmaceutica, materiali, intelligenza artificiale e sicurezza.

Attenzione: queste stime vengono regolarmente riviste. Nel 2019, alcuni prevedevano vantaggi pratici entro il 2025. Non si sono materializzati. Il campo avanza, ma più lentamente di quanto i comunicati stampa aziendali lascino intendere.

Quanto costa sviluppare un computer quantistico

I costi sono elevati e non pubblicamente dettagliati nella maggior parte dei casi, ma alcune stime sono disponibili.

• IBM ha investito miliardi di dollari nel suo programma quantistico nel corso degli anni. Il solo costo di un sistema di raffreddamento a diluizione (necessario per i qubit superconduttori) si aggira tra i 500.000 e i 2 milioni di dollari per unità.
• D-Wave ha raccolto oltre 200 milioni di dollari in finanziamenti prima di quotarsi in borsa. (Fonte: D-Wave, dati pubblici, 2022)
• PsiQuantum ha raccolto oltre 700 milioni di dollari con l’obiettivo di costruire il primo computer quantistico da un milione di qubit. (Fonte: PsiQuantum, comunicati stampa, 2021-2022)

Per le aziende che vogliono accedere alla tecnologia senza costruire hardware proprio, il costo è molto più gestibile: IBM Quantum offre accesso cloud con piani che partono da pochi dollari per unità di calcolo, fino a contratti enterprise nell’ordine di centinaia di migliaia di dollari annui.

Come si misurano i progressi nei computer quantistici

Misurare i progressi in questo campo è più complesso di quanto sembri, perché il numero di qubit fisici da solo è una metrica fuorviante.

Le metriche più significative usate dagli esperti includono:

• Quantum Volume (IBM): misura la complessità massima di un circuito quantistico eseguibile con successo su un dato sistema. Combina numero di qubit, connettività e tasso di errore.
• Circuit Layer Operations Per Second (CLOPS): misura la velocità di esecuzione di circuiti quantistici parametrizzati, rilevante per applicazioni pratiche.
• Tasso di errore per gate: la probabilità che una singola operazione logica su un qubit produca un risultato errato.
• Tempo di coerenza (T1, T2): quanto a lungo un qubit mantiene il suo stato quantistico prima di decadere.

Un sistema con 1.000 qubit fisici ma alto tasso di errore è meno utile di uno con 100 qubit fisici ma bassa decoerenza. Questa distinzione è spesso ignorata nella comunicazione pubblica.

Per chi sono utili i computer quantistici oggi: aziende e ricerca

Nel 2026, i computer quantistici sono utili principalmente per tre categorie di utenti.

Ricerca accademica e laboratori nazionali: fisici, chimici computazionali e informatici teorici usano i sistemi quantistici per esplorare algoritmi, simulare fenomeni fisici e sviluppare tecniche di correzione degli errori.

Grandi aziende farmaceutiche e dei materiali: organizzazioni come Roche, BASF e Johnson & Johnson hanno team dedicati alla ricerca quantistica, principalmente per la simulazione molecolare.

Istituzioni finanziarie e di difesa: banche come JPMorgan Chase e agenzie governative testano algoritmi di ottimizzazione e crittografia post-quantistica.

Chi non dovrebbe investire ora: le PMI e le aziende senza un problema specifico che richiede calcolo quantistico non hanno motivo di investire direttamente in questa tecnologia. L’accesso cloud è sufficiente per la sperimentazione, e i costi di sviluppo interno non sono giustificabili.

FAQ

I computer quantistici esistono davvero o sono solo teoria? Esistono fisicamente. IBM, Google, IonQ e altri hanno sistemi operativi accessibili via cloud. Il limite non è l’esistenza ma l’affidabilità e la scalabilità per applicazioni pratiche generali.

Quanti qubit ha il computer quantistico più avanzato nel 2026? IBM ha presentato chip con oltre 1.000 qubit fisici. Google ha mostrato progressi con Willow. Ma il numero di qubit fisici non equivale a potenza utile: i qubit logici affidabili sono ancora nell’ordine delle decine.

Un computer quantistico può navigare su internet o eseguire videogiochi? No. I computer quantistici non sono adatti a compiti di uso generale come elaborare testo, grafica o dati strutturati. Sono strumenti specializzati per classi specifiche di problemi matematici.

La crittografia del mio conto bancario è a rischio? Non oggi. La minaccia è reale ma a lungo termine. Le banche e i governi stanno già lavorando alla migrazione verso algoritmi post-quantistici standardizzati dal NIST nel 2024.

Posso usare un computer quantistico adesso? Sì, tramite cloud. IBM Quantum, Amazon Braket e Azure Quantum offrono accesso a sistemi reali per sviluppatori e ricercatori. Alcuni piani base sono gratuiti.

Qual è la differenza tra quantum annealing e gate-based quantum computing? Il quantum annealing (usato da D-Wave) è ottimizzato per problemi di ottimizzazione specifici. Il gate-based quantum computing (IBM, Google) è più versatile ma più difficile da controllare. Non sono direttamente comparabili.

I computer quantistici funzionano a temperatura ambiente? La maggior parte no. I sistemi superconduttori richiedono temperature vicino allo zero assoluto. I qubit fotonici e alcuni sistemi a ioni intrappolati possono operare a temperature più alte, ma hanno altri limiti tecnici.

Quando i computer quantistici supereranno i supercomputer classici su problemi reali? Le stime più credibili indicano tra il 2030 e il 2040 per applicazioni specifiche come la simulazione chimica. Per uso generale, probabilmente mai: sono strumenti complementari, non sostitutivi.

Conclusione

L’evoluzione dei computer quantistici: a che punto siamo davvero? La risposta onesta è: più avanti di dieci anni fa, ma meno avanti di quanto molti annunci aziendali suggeriscano. Siamo in una fase di transizione concreta, con hardware reale, progressi misurabili nella correzione degli errori e le prime applicazioni sperimentali in settori come la farmaceutica e la finanza.

Tuttavia, il salto verso computer quantistici fault-tolerant e universalmente utili richiede ancora anni di lavoro ingegneristico su problemi fondamentali, dalla decoerenza alla scalabilità dei qubit logici.

Cosa fare concretamente, a seconda del tuo ruolo:

• Se sei un ricercatore o sviluppatore: inizia a sperimentare con IBM Quantum o Amazon Braket. Gli strumenti cloud sono accessibili e la curva di apprendimento, con framework come Qiskit, è gestibile.
• Se sei un responsabile IT o CISO: avvia una valutazione della tua infrastruttura crittografica. Identifica i sistemi che usano RSA o ECC e pianifica la migrazione verso gli standard post-quantistici NIST 2024.
• Se sei un investitore o manager: evita hype e annunci privi di metriche verificabili. Chiedi sempre: quanti qubit logici? Qual è il tasso di errore? Qual è il Quantum Volume? Sono le domande che separano la sostanza dal marketing.
• Se sei semplicemente curioso: il campo è affascinante e in rapida evoluzione. Seguire le pubblicazioni di Google Quantum AI, IBM Research e arXiv.org è il modo migliore per restare aggiornato senza affidarsi a notizie sensazionalistiche.

Il futuro del calcolo quantistico è reale. Ma è un futuro che si costruisce con pazienza scientifica, non con proclami.

Fonti

• IBM Research, “IBM Quantum Condor processor”, 2023. https://research.ibm.com/blog/ibm-quantum-condor
• Google Quantum AI, “Quantum error correction below the surface code threshold”, Nature, 2024. https://www.nature.com/articles/s41586-024-08449-y
• NIST, “Post-Quantum Cryptography Standards”, 2024. https://www.nist.gov/news-events/news/2024/08/nist-releases-first-3-finalized-post-quantum-encryption-standards
• Arute, F. et al. (Google), “Quantum supremacy using a programmable superconducting processor”, Nature, 2019. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5
• D-Wave Systems, dati finanziari pubblici, 2022. https://www.dwavesys.com/company/investors/
• PsiQuantum, comunicati stampa su finanziamenti, 2021-2022. https://psiquantum.com/news
• Microsoft, “Microsoft’s Majorana 1 chip”, 2025. https://azure.microsoft.com/en-us/blog/microsoft-unveils-majorana-1-the-worlds-first-quantum-processor-powered-by-topological-qubits/