Il Quantum Computing sta uscendo dai laboratori di ricerca per trasformarsi in uno strumento pronto a entrare direttamente nei reparti di produzione entro un paio d’anni. A guidare questa transizione è l’azienda Rotonium attraverso lo sviluppo delle sue Quantum Processing Unit (QPU), unità di calcolo basate su processori quantistici fotonici progettati espressamente per l’ambiente industriale.
Sfruttando i fotoni al posto di elettroni, atomi o ioni, questa tecnologia opera a temperatura ambiente, eliminando la necessità di complessi sistemi di raffreddamento criogenico e garantendo maggiore robustezza rispetto alle interferenze elettromagnetiche.
L’architettura è concepita come un acceleratore evoluto che si affianca all’hardware classico direttamente a bordo macchina, consentendo di affrontare problemi complessi all’edge aumentando la resilienza operativa e contribuendo ad una maggiore efficienza energetica.
L’integrazione di questa potenza computazionale sul campo apre la strada a un efficientamento più intelligente e resiliente dei processi di fabbrica, con applicazioni che spaziano dalla gestione delle flotte di AGV e AMR alla gestione degli ordini, fino ad applicazioni legate alla visione artificiale e al miglioramento della sostenibilità energetica degli impianti.
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Il potenziale del quantum computing per l’industria
Finora i computer quantistici hanno guardato prevalentemente ai grandi data center per la risoluzione di problemi complessi, richiedendo spazi importanti e grandi sistemi di raffreddamento. Le necessità del comparto manifatturiero seguono logiche differenti.
Spostare la potenza computazionale direttamente nell’ambiente operativo, ovvero a livello edge, consente di risolvere criticità che non richiedono le risorse di un’infrastruttura cloud centralizzata, ma pretendono risposte immediate sul campo.
Risulta infatti impensabile installare uno di questi sistemi su un macchinario o su un veicolo a guida autonoma. La svolta per il settore risiede nella capacità di calcolo inserita direttamente dove i dati nascono, ottimizzando spazio, peso e consumi.
“Il calcolo quantistico si appresta a varcare le soglie dei laboratori di ricerca per trasformarsi in uno strumento industriale robusto, caratterizzato da dimensioni contenute e pronto a integrarsi nei contesti produttivi nel giro di un paio d’anni”, spiega Roberto Siagri, Amministratore Delegato di Rotonium.
“Le imprese non possono ignorare questa evoluzione tecnologica, poiché l’aumento della capacità di calcolo legato all’ottimizzazione dei processi rappresenta un fattore cruciale per mantenere la competitività sul mercato”, aggiunge.
Il paradigma dell’Industrial Quantum Advantage e la trasformazione dell’operatività di fabbrica Advantage e la trasformazione dell’operatività di fabbrica
L’integrazione del calcolo quantistico a livello edge introduce benefici operativi ed economici tangibili, superando i limiti strutturali dei sistemi tradizionali.
Il salto di qualità è reso possibile dall’approccio “Made with Light”: l’uso dei fotoni permette infatti ai processori di funzionare a temperatura ambiente (22 °C), eliminando i costosi “candelieri” criogenici (criostati a diluizione per raggiungere i milli Kelvin) e garantendo maggiore robustezza rispetto alle interferenze elettromagnetiche, requisiti essenziali per l’installazione in fabbrica.
Proprio da queste caratteristiche concrete prende forma il paradigma dell’Industrial Quantum Advantage, una visione che non misura il successo solo tramite il numero di qubit, ma attraverso il rapporto ottimale tra potenza computazionale quantistica e ingombro, peso, costi e consumi energetici (SWaP-C).
In questa architettura distribuita la tecnologia quantistica non è concepita per sostituire l’infrastruttura informatica esistente, ma agisce come un acceleratore evoluto capace di affiancare il calcolo classico nei sistemi della fabbrica avanzata.
“L’adozione di acceleratori quantistici all’edge trasforma la gestione operativa: i lunghi tempi d’attesa per le elaborazioni batch vengono superati da un’ottimizzazione rapida sul campo”, spiega Siagri. “Questo permette di orchestrare la logistica e la produzione come un organismo vivente, capace di prendere decisioni in secondi laddove il calcolo classico imporrebbe minuti o ore “.
Per rendere questa potenza fruibile immediatamente, Rotonium ha sviluppato architetture FPQGA (Field Programmable Quantum Gate Array). Si tratta di processori dedicati a compiti specifici – come la visione artificiale, il controllo del movimento e l’ottimizzazione combinatoria – che operano in combinazione con microcontrollori o microprocessori classici direttamente a bordo macchina.
L’immediatezza di queste Quantum Edge Unit permette di coordinare dinamicamente le flotte di AGV e AMR, risolvendo problemi complessi assimilabili a quello del “commesso viaggiatore” e ottimizzando la movimentazione di molti mezzi autonomi all’interno dello stesso ambiente operativo.
L’impatto pratico di questa tecnologia si traduce, in funzione delle use case, in un incremento diretto dell’efficienza produttiva stimato tra il 10% e il 20%. Nello specifico, i target industriali prevedono una riduzione significativa dei tempi medi di percorrenza logistica e cicli di pianificazione per la robotica multiasse fino a tre volte più rapidi rispetto ai metodi tradizionali, trasformando l’ottimizzazione in un vantaggio competitivo misurabile direttamente sull’ultima riga del conto economico.
Oltre all’ottimizzazione della pianificazione e dell’operatività, le Quantum Edge Unit aprono interessanti scenari per l’efficientamento energetico dell’automazione di fabbrica. La natura intrinsecamente reversibile del calcolo quantistico contribuisce a ridurre significativamente il consumo energetico durante lo svolgimento delle operazioni di calcolo.
L’adozione di acceleratori dedicati potrebbe determinare un drastico abbattimento dei consumi su scala globale entro il 2030, con ricadute finanziarie dirette. In uno use case di riferimento, un impianto da 25 MW mostra un potenziale di risparmio fino a 2,5 milioni di euro all’anno.
“Se ogni dispositivo dovrà diventare più intelligente, allora dovremo anche ripensare radicalmente il modo in cui portiamo la capacità computazionale dentro i dispositivi stessi”, spiega Siagri. “L’obiettivo non è solo avere maggiore potenza di calcolo, ma una nuova architettura dell’intelligenza artificiale, più vicina ai processi, più compatibile con i vincoli reali dell’edge computing e più sostenibile nel lungo periodo”.
Scalabilità, rumore e la difesa crittografica delle reti
Il passaggio dall’ambiente controllato del laboratorio al contesto operativo della fabbrica impone il superamento di sfide ingegneristiche complesse, a partire dalla scalabilità dell’hardware e dal rumore di fondo.
Aumentare il numero di qubit preservando la stabilità e l’integrità del segnale, evitando che fattori esterni ne alterino lo stato, rimane uno dei nodi principali per lo sviluppo dei processori di nuova generazione.
“Il limite principale degli approcci attuali risiede nella difficoltà di scalare l’hardware preservando la coerenza del sistema, una criticità che si amplifica in ambiente industriale dove vibrazioni, sbalzi termici e rumore elettromagnetico introducono ulteriori fonti di disturbo”, spiega Siagri.
“La nostra tecnologia fotonica è intrinsecamente meno sensibile al rumore e alle interferenze elettromagnetiche rispetto ad altri approcci quantistici, rendendola ideale per l’ambiente di fabbrica perché non richiede ambienti isolati e altamente controllati tipici della maggior parte dei sistemi quantistici”, aggiunge.
Sul fronte della sicurezza informatica, la progressiva obsolescenza della crittografia asimmetrica tradizionale richiede infatti una tempestiva transizione sistemica. La vulnerabilità delle reti industriali di fronte a potenziali minacce future impone l’adozione di algoritmi post-quantum e l’implementazione di sistemi di Quantum Key Distribution (QKD) per rafforzare la protezione dei dati di produzione.
A tali dinamiche tecniche si aggiunge il ritardo strutturale legato all’ecosistema dell’innovazione e alle politiche industriali citato dall’imprenditore.
“L’Italia sconta un volume di investimenti nettamente inferiore rispetto a quello stanziato da Francia e Germania. Questa asimmetria rallenta il trasferimento tecnologico dal laboratorio alla fabbrica, penalizzando la capacità del sistema produttivo di trasformare la ricerca scientifica in prodotti commerciali competitivi”, aggiunge.
La roadmap di Rotonium verso il chip quantisticoLa roadmap di Rotonium verso il chip quantistico
La traduzione pratica dell’Industrial Quantum Advantage si sviluppa attraverso un percorso di miniaturizzazione e ingegnerizzazione che punta a portare l’hardware quantistico direttamente nei sistemi di controllo dei macchinari industriali.
La roadmap tecnologica di Rotonium prevede una transizione graduale ma accelerata, scandita dal progressivo aumento della densità computazionale dei processori fotonici e dalla drastica riduzione dei fattori SWaP-C.
Il punto di partenza sarà rappresentato dalle prime Quantum Edge Unit, sistemi progettati per essere integrabili in ambiente di fabbrica e dedicati a compiti mirati. La loro disponibilità è prevista nel primo semestre del 2028. L’evoluzione della roadmap prevede un progressivo aumento della capacità computazionale, con l’obiettivo di consolidare entro il 2030 una famiglia di coprocessori FPQA sempre più potenti per l’esecuzione di algoritmi di ottimizzazione, motion control e visione artificiale.
Il traguardo strategico si sposta poi verso la fine del decennio, con l’obiettivo di realizzare un chip quantistico monolitico ad alta integrazione, un salto tecnologico che consentirà la produzione su larga scala e l’inserimento nativo della tecnologia quantistica all’interno della componentistica per l’automazione industriale.
“L’obiettivo finale non è costruire un supercomputer isolato, ma integrare la potenza quantistica in un chip da pochi centimetri quadrati”, spiega Siagri. “La nostra roadmap è focalizzata sull’ingegnerizzazione del silicio fotonico. Entro i prossimi anni vogliamo standardizzare i moduli di calcolo per fare in modo che un costruttore di macchine o un system integrator possa inserire una Quantum Edge Unit con la stessa facilità con cui oggi installa un PLC o un azionamento industriale”.
Accelerare l’innovazione grazie a partnership strategiche: la collaborazione tra Rotonium e SEW-Eurodrive Eurodrive
Lo sviluppo e la diffusione di soluzioni quantistiche in ambito manifatturiero passano inevitabilmente attraverso la creazione di solide collaborazioni all’interno dell’ecosistema industriale.
Le partnership tra sviluppatori di tecnologie profonde e leader dell’automazione accelerano il trasferimento tecnologico, permettendo di testare sul campo la validità delle nuove architetture hardware. Un esempio concreto di questa sinergia è la partnership tra Rotonium e SEW-EURODRIVE, che ha portato alla realizzazione di un mockup dimostrativo presentato in occasione di SPS Italia 2026.
L’applicazione sviluppata ha mostrato ai visitatori come le unità periferiche quantistiche possano integrarsi direttamente con i sistemi di controllo del movimento tradizionali.
Il dimostratore ha mostrato come l’hardware fotonico possa farsi carico a gestire ii picchi di calcolo legati all’ottimizzazione dei percorsi dei sistemi di trasporto a guida autonoma, mentre l’infrastruttura di SEW-Eurodrive ha gestito l’esecuzione fisica del movimento e la diagnostica di linea. Questo approccio ibrido ha ridotto i tempi di sviluppo e ha dimostrato l’immediata compatibilità della tecnologia con gli standard industriali esistenti.
“L’innovazione non si fa da soli in laboratorio, ma si co-progetta insieme a chi conosce a fondo i bisogni e i vincoli della fabbrica”, conclude Siagri. “La collaborazione con un partner come SEW-EURODRIVE e il lavoro sul mockup esposto a SPS Italia nascono proprio dalla volontà di dimostrare che il calcolo quantistico non è solo un’ipotesi futura, ma una realtà che può già dialogare con l’elettronica di bordo e con gli azionamenti che muovono gli impianti produttivi”.
