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L’adozione del calcolo quantistico nelle infrastrutture urbane apre nuove prospettive per la gestione efficiente della mobilità, dell’energia e della sicurezza dei dati. Il CRS4 è tra i protagonisti del progetto DLAB | Cagliari Digital Lab, un’iniziativa che punta a rendere le città più intelligenti e sostenibili.
Il ruolo del CRS4 nell’innovazione urbana
Dall’ottimizzazione del traffico alla previsione dei consumi energetici, fino alla logistica urbana, alla riduzione dell’impatto ambientale e alla sicurezza dei dati, le città del futuro potranno affrontare molte sfide grazie all’integrazione delle tecnologie quantistiche nelle infrastrutture urbane. A lavorare su questa trasformazione è il CRS4 (Centro di Ricerca, Sviluppo e Studi Superiori in Sardegna), tra i protagonisti del progetto DLAB | Cagliari Digital Lab, promosso dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy e da Invitalia, con il Comune di Cagliari come capofila.
«Attraverso il proprio contributo nel progetto, il CRS4 – spiega Giacomo Cao, amministratore unico del Centro – si occupa di ricerca e sviluppo per l’ottimizzazione mediante calcolo quantistico di servizi urbani essenziali, quali la raccolta dei rifiuti e il trasporto pubblico locale. Inoltre, il CRS4 coordina il Laboratorio di Tecnologie Quantistiche, un polo d’innovazione dedicato ai temi della comunicazione, del calcolo numerico e ibrido, con l’obiettivo di accelerarne l’adozione in applicazioni pratiche».
Quantum Computing: una rivoluzione per le città intelligenti
Il Quantum Computing è un paradigma di calcolo basato sui principi della meccanica quantistica. A differenza dei computer tradizionali, che utilizzano bit classici (0 o 1), i computer quantistici sfruttano i qubit, unità di informazione che possono esistere simultaneamente in più stati grazie al fenomeno della sovrapposizione. Questa caratteristica, insieme all’entanglement, consente di eseguire calcoli estremamente complessi in tempi drasticamente ridotti.
«Il Quantum Computing – sottolinea Giacomo Cao – è considerato una tecnologia rivoluzionaria, con applicazioni che spaziano dalla crittografia alla chimica computazionale, fino alla soluzione di numerosi problemi di ottimizzazione e all’intelligenza artificiale».
Innovazione e sostenibilità per la mobilità e la gestione urbana
Le smart city basate su tecnologie avanzate offrono numerosi vantaggi. «Innanzitutto l’ottimizzazione della mobilità urbana – spiega Giuliana Siddi Moreau, ricercatrice del CRS4 esperta di tecnologie quantistiche –. Grazie all’analisi avanzata dei dati e agli algoritmi di calcolo quantistico, è possibile ridurre il traffico, migliorare la viabilità e ottimizzare il trasporto pubblico».
Un altro ambito di intervento è la gestione intelligente dei rifiuti, con sistemi avanzati di raccolta e smaltimento che riducono l’impatto ambientale e migliorano l’efficienza logistica. Anche il risparmio energetico gioca un ruolo cruciale: grazie al monitoraggio e alla previsione dei consumi, l’intelligenza artificiale consente di ottimizzare la distribuzione dell’energia e favorire l’uso di fonti rinnovabili.
«Inoltre – aggiunge Lidia Leoni, dirigente del settore Quantum e Calcolo ad Alte Prestazioni, Bioscienze e Studi Superiori del CRS4 – con l’ausilio della comunicazione quantistica, si possono sviluppare sistemi di crittografia avanzata per proteggere i dati sensibili dei cittadini. Con l’analisi predittiva, infine, è possibile progettare infrastrutture più resilienti e sostenibili, riducendo sprechi e migliorando la qualità della vita».
Il calcolo quantistico per l’energia sostenibile
Il calcolo quantistico ha il potenziale di accelerare la ricerca in energia sostenibile. «I computer quantistici potrebbero simulare nuove sostanze e materiali per migliorare l’efficienza delle batterie o dei pannelli solari – spiega Giacomo Cao –. Questo potrebbe portare a dispositivi energetici più duraturi ed efficienti, riducendo la dipendenza da fonti fossili e migliorando la sostenibilità energetica».
Un altro ambito di sviluppo riguarda i superconduttori a temperatura ambiente, il cui studio potrebbe essere accelerato dal calcolo quantistico. Questo aprirebbe la strada a reti elettriche senza perdite, motori più potenti ed efficienti e tecnologie energetiche innovative.
Il contributo del CRS4 nel progetto DLAB
Nell’ambito del progetto DLAB, il CRS4 contribuisce a quattro attività chiave:
- DP4Lab – Digital Platform for Lab: una piattaforma per la raccolta e l’analisi di dati georeferenziati e serie temporali, con strumenti avanzati per la gestione della mobilità, energia, turismo e smart city.
- UDT – Urban Discovery Tool: una suite di strumenti per la pianificazione urbana e la navigazione nella città di Cagliari, con focus su green mobility e turismo sostenibile.
- Analisi e previsione dei consumi elettrici: un sistema basato su machine learning per prevedere i consumi energetici domestici e ottimizzare le risorse.
- Laboratorio di tecnologie quantistiche: uno spazio dedicato al trasferimento tecnologico e alla formazione per lo sviluppo di nuovi servizi e idee imprenditoriali.
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