Il 30 e il 31 ottobre, i membri della SATW a Yverdons-les-Bains hanno discusso sulle tecnologie rilevanti per la Svizzera. L’appuntamento annuale Journées de Réflexion rientra nel processo di identificazione precoce della SATW.
La SATW, quale rete principale di esperti nel settore delle scienze tecniche in Svizzera, su mandato della Confederazione ha il compito di anticipare gli sviluppi tecnologici rilevanti per la Svizzera. Sono competenti in primo luogo il Comitato scientifico consultivo (WBR) e le Piattaforme tematiche. I membri di questi comitati si riuniscono una volta l’anno in occasione delle Journées de réflexion (JdR) per discutere le loro valutazioni. Nel 2018 l’incontro si è svolto presso il Grand Hôtel des Bains a Yverdons-les-Bains. Dopo il saluto di benvenuto del Presidente della SATW Willy R. Gehrer, il Segretario generale della SATW Rolf Hügli ha presentato ai circa 25 partecipanti lo svolgimento e lo scopo di questo incontro, da lui denominato «Conferenza dei quadri» della SATW.
Uno dei punti focali ha riguardato le innovazioni del Technology Outlook 2019 (TO19). Il contenuto è basato per la prima volta sulla lista delle tecnologie della SEFRI, che ha inoltre proposto di considerare anche i dati quantistici. Il presidente del Comitato scientifico consultivo Ueli W. Sutter ha presentato in dettaglio la bozza attuale del TO19 come pure le relative modifiche, gettando così le basi per i workshop di gruppo del pomeriggio. Sono stati valutati non solo il potenziale tecnologico ma anche l’importanza economica e la rilevanza internazionale della ricerca svizzera. Ciò in base a diversi parametri, tra cui la cifra d’affari, il potenziale di mercato, il numero di gruppi di ricerca e l’indice h. I parametri sono stati ponderati per i modelli di calcolo; come prevedibile, tali parametri sono stati oggetto di intense discussioni tra i vari esperti. In questo contesto sono emersi preziosi input, che saranno esaminati in dettaglio nei prossimi mesi per perfezionare i modelli. Ulteriori input rilevanti sono stati forniti dagli esperti presenti dopo pranzo e hanno interessato i gruppi target del TO19, lo scopo del rapporto e il ruolo della SATW. Le discussioni si sono focalizzate su tutta una serie di interessanti principi, considerati come degni di un’attenta valutazione. Il compito dei gruppi di lavoro infine è stato elaborare e formulare raccomandazioni per i gruppi target. Inoltre, si è proceduto all’analisi in termini di rilevanza di tutte le tecnologie, discutendo se ve ne fossero alcune potenzialmente fondamentali in futuro per la SATW. I risultati dei workshop sono stati presentati e discussi in plenaria il mattino seguente.
L’appuntamento annuale si è concluso con due interessanti relazioni: il Dr. Andreas Fuhrer di IBM Research - Zurigo ha illustrato la ricerca attuale relativa al Quantum Computing, descrivendo brevemente il funzionamento dei computer quantistici e presentando le varie piattaforme. Con il label IBM Q Experience IBM al momento gestisce i processori quantistici da 5 e 16 qubit, utilizzabili come servizi di cloud pubblici (cfr. anche Qiskit). Finora quasi 100 000 utenti hanno effettuato oltre sei milioni di esperimenti con questo strumento. Una versione più avanzata da 20 qubit è invece riservata ai clienti commerciali. Attualmente IBM sta lavorando allo sviluppo di un processore quantico da 50 qubit, ma l’obiettivo finale è il «Fault-tolerant Universal Quantum Computer», che richiederà tuttavia ancora diversi decenni.
Il Quantum Computing Hardware oggi richiama alla mente gli albori del classico computing, come illustrato da Andreas Fuhrer con le immagini di Colossus Mark II. Allora, per la prima volta, i computer furono in grado di risolvere i problemi più rapidamente dell’uomo, fatto che ne dimostrò l’utilità innescandone un rapido sviluppo. La situazione odierna del Quantum Computer è piuttosto simile: al momento è in atto una corsa per stabilire chi riuscirà a sviluppare il primo sistema in grado di risolvere più velocemente determinati compiti rispetto al classico computer (termine chiave «Quantum Advantage»). Stiamo assistendo a un clima di grande euforia, una condizione peraltro importante per provvedere al finanziamento dell’ulteriore sviluppo tecnologico. E l’erogazione di fondi è in atto: la sola Germania intende investire 650 milioni di euro nella ricerca quantistica e l’Unione europea addirittura un miliardo. In Cina, attualmente, gli investimenti in un centro di ricerca ammontano a 10 miliardi, fatto che dimostra come nella «Terra del Dragone» gli incentivi statali siano i più elevati in assoluto. Meno noti sono invece gli investimenti di aziende private, ma anche questi importi sembrerebbero elevati. Grazie all’apposito filone di ricerca nazionale (NCCR QSIT), la Svizzera ha l’opportunità di acquisire una posizione di leadership nel campo della ricerca, diventando un importante fornitore di tecnologie fondamentali dei sistemi quantistici. Alcune società svizzere quali Zurich Instruments, Specs Zurich o Huber & Suhner stanno assumendo un ruolo sempre maggiore nell’ecosistema che ruota attorno al mondo dei computer quantistici.
Nella seconda relazione, la Prof. Greta Patzke, Università di Zurigo (UZH), ha illustrato ai presenti i principi della fotosintesi artificiale. L’esauribilità delle materie prime fossili e la necessità di porre un freno al surriscaldamento globale sono elementi che parlano a favore di un’intensa attività di ricerca in questo campo. Il sole continuerà ad essere anche in futuro la fonte di energia più affidabile e abbondante, perciò occorre sfruttare la sua energia nel migliore dei modi. La professoressa ha presentato diverse strategie chimiche per la grande «classica» sfida, ovvero la scissione dell’acqua in ossigeno e idrogeno ad opera della luce solare. I suoi lavori in questo ambito sono parte integrante del filone di ricerca dell’Università di Zurigo «Von Sonnenlicht zu chemischer Energie (Da luce solare a energia chimica)» (LightChEC). La comprensione dei principi teorici dei meccanismi di reazione di base è complessa e richiede elevata capacità di calcolo, ragion per cui anche lei auspicherebbe una maggiore capacità di prestazione dei computer, ha affermato rivolgendo lo sguardo al relatore che l’aveva preceduta.
Greta Patzke ha illustrato la necessità di costruire un maggior numero di prototipi di reattori fotocatalitici destinati alla produzione commerciale di energia. Esiste un ampio portafoglio di materiali a questo scopo: ad es. i punti quantici di fosfuri e solfuri sono eccellenti foto-assorbitori e ci sarebbero molti performanti catalizzatori a base di ossidi. La professoressa ha presentato diversi tipi di materiali e possibili impostazioni tecniche ed è convinta che la sua ricerca possa contribuire notevolmente al miglioramento della fotosintesi applicata. Sebbene la Svizzera non presenti un irraggiamento solare né spazio sufficienti per diventare un grande fornitore di queste tecnologie, può pur sempre sviluppare una nuova infrastruttura e venderla in tutto il mondo. «Vantiamo molti centri di competenza come il PSI ed eccellenti ingegneri per l’implementazione tecnica.» Ha quindi sottolineato l’importanza di instaurare uno stretto rapporto di collaborazione tra chimici e ingegneri affinché la ricerca di base si traduca presto in applicazioni industriali. Un esempio è la collaborazione del suo team con il gruppo di ricerca del Prof. Aldo Steinfeld del Politecnico di Zurigo nel campo della conversione dell’energia solare in gas di sintesi. Infine ha indicato un problema fondamentale per quanto concerne la commercializzazione: «Non vedo come la nostra tecnologia possa competere direttamente con i combustibili fossili in un prossimo futuro, a meno che questi non subiscano un rincaro mediante ulteriori imposte sulle emissioni di CO2.»
Dopo questi input tematici estremamente interessanti, il Presidente della SATW Willy R. Gehrer, ha rivolto un ringraziamento agli oratori e a tutti i presenti per il loro impegno.
Dr. Claudia Schärer, Responsabile identificazione precoce, tel. +41 44 226 50 20, claudia.schaerer(at)satw.ch
