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La computazione quantistica è una delle tecnologie più discusse degli ultimi anni e l’idea di costruire sistemi di calcolo basati sui fenomeni della fisica quantistica continua ad alimentare aspettative enormi. Eppure il quantum computing resta lontano dall’essere una tecnologia matura. Non soltanto perché molti problemi scientifici devono ancora essere risolti, ma anche perché, al momento, manca una filiera industriale in grado di produrre in modo scalabile, e a costi sostenibili, l’hardware necessario a far funzionare un computer quantistico.

Come si può immaginare, costruire un hardware simile è molto complesso. Servono materie prime rare, chimica avanzata, sistemi criogenici sofisticati, ottica di precisione e componenti prodotti da un numero ristretto di aziende specializzate.

Il problema fondamentale è che un computer quantistico non deve semplicemente “calcolare”. Deve riuscire a “mantenere in vita” stati fisici estremamente fragili e utilizzarli per il calcolo. La grande promessa del quantum computing – sfruttare fenomeni quantistici come la sovrapposizione e l’entanglement per eseguire operazioni impraticabili per i computer tradizionali – dipende infatti dalla capacità di isolare gli effetti quantistici dalle interferenze del mondo esterno. Il problema, come anticipato anche da Heisenberg, è che gli stati quantistici sono incredibilmente instabili. Basta pochissimo per distruggerli: una vibrazione microscopica, una minima interferenza elettromagnetica, una variazione termica impercettibile. Questo significa che la prima e principale sfida da affrontare per produrre un computer quantistico è quella di costruire una specie di guscio che isoli il processo di calcolo dal “rumore” dell’ambiente esterno.

La sfida del freddo

Una delle interferenze più difficili da controllare è il calore. Per questo molti computer quantistici – in particolare quelli basati su circuiti superconduttori, una delle architetture oggi più sviluppate da aziende come IBM e Google — operano a temperature vicinissime allo zero assoluto, inferiori persino a quelle dello spazio profondo. Per raggiungerle servono sofisticati sistemi criogenici chiamati dilution refrigerator (refrigeratore a diluizione): strutture metalliche, simili a candelabri barocchi, che sono diventate una delle immagini simbolo del quantum computing.

Uno degli elementi chiave per il funzionamento di questi refrigeratori è invece l’elio-3. Rarissimo sulla Terra, l’elio-3 è un isotopo in proporzione più abbondante sulla superficie lunare, dove si è accumulato per miliardi di anni a causa del bombardamento del vento solare. I depositi di elio-3 diffusi nella regolite lunare alimentano da decenni miti tecnologici su future miniere sulla Luna che oggi, nell’era del “capitalismo spaziale”, paiono meno fantascientifici di un tempo. E del resto si può facilmente immaginare come un eventuale aumento della domanda di questo isotopo, connessa alla crescita del quantum computing, potrebbe rendere ancora più allettante l’avvio di attività estrattive lunari.  Nell’attesa, gran parte dell’elio-3 disponibile sul nostro pianeta deriva indirettamente dal decadimento del trizio prodotto nei vecchi programmi nucleari militari, creando così un cortocircuito tra una tecnologia di frontiera e i residui industriali della guerra fredda.

Questa dipendenza da materie prime estremamente specializzate rende la filiera dei refrigeratori a diluzione molto fragile. A produrre queste macchine, infatti, sono pochissime aziende al mondo. La finlandese Bluefors, per esempio, è diventata in pochi anni uno dei principali fornitori dell’industria quantistica globale, ma anche uno degli snodi più delicati dell’intera catena produttiva. Se oggi si osserva la struttura industriale del quantum computing, ci si accorge infatti che il settore assomiglia meno all’industria informatica classica e più a un ecosistema di nicchie iperspecializzate, dove pochi attori controllano componenti essenziali e difficilmente sostituibili.

Una pluralità di approcci

Un ulteriore problema del quantum computing è che, almeno per ora, non esiste un’unica architettura dominante. Coesistono approcci diversi, ciascuno dei quali richiede infrastrutture, materiali e competenze specifici. Se i computer quantistici basati su circuiti superconduttori richiedono criogenia avanzata, i computer quantistici basati sugli “ioni intrappolati” dipendono invece da laser ad altissima stabilità, vuoto ultra-spinto e componenti fotonici delicatissimi. Altri approcci ancora – come quelli basati sui qubit fotonici o sugli atomi neutri (atomi privi di carica elettrica controllati tramite laser) – richiedono invece fibre e circuiti ottici a bassissima perdita, sorgenti luminose avanzate, specchi e cavità ottiche ad altissima qualità e, in alcuni casi, dispositivi microfabbricati costruiti con tolleranze estremamente ridotte.

Questo significa che, al momento, non esiste una singola frontiera industriale del quantum, ma molte frontiere sovrapposte. Per certi versi, la situazione ricorda alcune fasi iniziali dell’elettronica e dell’informatica del dopoguerra, quando convivevano tubi a vuoto, relè, transistor, memorie magnetiche e soluzioni architetturali diverse. Al tempo, l’industria elettronica era quindi un ecosistema frammentato, popolato da soluzioni incompatibili e processi produttivi difficili da standardizzare. La crescita esplosiva del settore arrivò solo quando emersero componenti, architetture e processi produttivi condivisi, capaci di trasformare dispositivi sperimentali in prodotti scalabili. È una lezione storica importante anche per il quantum computing.

Oggi il settore si trova ancora in una fase pre-standardizzazione: nessuno sa davvero quale architettura diventerà dominante, quali materiali saranno indispensabili o quali componenti potranno essere prodotti industrialmente su larga scala. E finché questa convergenza non avverrà, la computazione quantistica rischia di rimanere in un limbo “proto-industriale”, in cui ogni laboratorio tende a costruire il proprio ecosistema tecnologico come una specie di artigianato scientifico avanzatissimo.

Il problema del talento

La conseguenza di questo fatto è che molti processi produttivi necessari dipendono dall’esperienza accumulata da piccoli gruppi di tecnici altamente specializzati e sono, al momento, difficili da riprodurre serialmente.

La costruzione di un refrigeratore a diluzione, per esempio, richiede tecnici capaci di assemblare manualmente sistemi criogenici estremamente delicati, minimizzando vibrazioni, dispersioni termiche e impurità microscopiche. Si tratta di processi che dipendono ancora da forme di conoscenza pratica accumulate negli anni più che da standard industriali codificati. Dinamiche simili esistono anche nel campo dei semiconduttori avanzati e della litografia estrema. ASML, l’azienda olandese che produce le macchine EUV utilizzate per realizzare i chip più sofisticati al mondo, dipende a sua volta da una rete ristrettissima di fornitori iper-specializzati che, a loro volta, si avvalgono dell’esperienza di pochissimi “super-esperti” in singoli problemi tecnici altamente specifici. 

Il vero collo di bottiglia “industriale” della computazione quantistica non riguarda solo le macchine, i materiali o la fisica, ma anche – e forse soprattutto – la disponibilità di talento tecnico adeguato alla portata della sfida produttiva che il quantum computing rappresenta. Per costruire un computer quantistico non basta infatti disporre di buoni fisici teorici o di eccellenti ingegneri. Serve la capacità di integrare competenze molto rare e diverse tra loro: criogenia estrema, scienza dei materiali, ottica avanzata, microfabbricazione, elettronica a radiofrequenza, software di controllo, vuoto ultra-spinto, chimica ultrapura. E soprattutto serve farlo in modo coordinato, continuo e riproducibile. La vera difficoltà non è solo inventare una tecnologia funzionante, ma costruire una massa critica di persone capaci di trasformarla in un sistema industriale.

Per questo il futuro “industriale” del quantum computing è anche un gigantesco problema di scala umana. Non basta avere qualche centinaio di ricercatori eccellenti sparsi nel mondo accademico. Affinché la tecnologia diventi industriale servono migliaia di tecnici, ingegneri e operatori altamente qualificati distribuiti lungo filiere produttive estremamente sofisticate (un fatto che la Cina sembra aver compreso prima di tutti). Servirà cioè trasformare competenze oggi quasi artigianali in capacità industriali diffuse.

La scienza alla base di tecnologie importanti può certamente nascere da un piccolo gruppo di persone eccezionalmente dotate, ma un’industria richiede la capacità di riprodurre sistematicamente quel livello di competenza su larga scala. Ancora una volta ci si può rivolgere alla storia della microelettronica per capirlo. Il vero salto nella produzione seriale di hardware informatici non avvenne infatti quando un gruppo di pionieri ai Bell Labs inventò i transistor, ma quando gli Stati Uniti cominciarono a formare enormi quantità di ingegneri in grado di capire come funzionavano e come si potevano migliorare transistor e circuiti integrati.

In questo senso la vera sfida per il futuro della computazione quantistica non è soltanto costruire una macchina capace di funzionare. È costruire le condizioni industriali, economiche e umane per trasformare una tecnologia sperimentale fragile in un’infrastruttura produttiva stabile.

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I data center divorano l’1,5% dell’elettricità mondiale. Per la precisione: 415 terawattora nel 2024. L’equivalente di quasi l’intero consumo annuo di energia elettrica di una nazione come la Francia. Ma è una quota destinata a più che raddoppiare entro il 2030, spinta soprattutto dall’intelligenza artificiale generativa, che l’Agenzia Internazionale dell’Energia identifica come “il fattore più importante” di questa crescita.

Le reti elettriche globali sono già sotto pressione, ma la costruzione di nuove linee di trasmissione richiede dai quattro agli otto anni nei paesi più avanzati. Nel frattempo, la domanda di calcolo aumenta così velocemente che nessuna infrastruttura terrestre riesce a stare al passo.

È in questo contesto che governi e aziende tecnologiche hanno cominciato a guardare allo spazio. Del resto, lo spazio offre energia solare continua senza competere con le reti terrestri, la possibilità di sfruttare il raffreddamento passivo nel vuoto senza consumare acqua e di elaborare i dati direttamente a bordo dei satelliti che li raccolgono, senza doverli trasmettere integralmente a Terra. Quello che sembrava fantascienza è diventato, nel giro di pochi anni, un programma industriale con date, contratti e lanci già effettuati.

A maggio 2025, la Cina ha lanciato i primi satelliti di una costellazione per l’elaborazione dei dati direttamente nello spazio. Nella stessa direzione si stanno muovendo anche gli Stati Uniti. Le due grandi potenze hanno avviato programmi concreti, ancora in parte sperimentali, per portare calcolo e archiviazione oltre il cielo. Si tratta, però, di un salto tecnologico con una conseguenza politica: in futuro, i dati più strategici di governi, eserciti e grandi aziende potrebbero non trovarsi più in nessuna nazione.

I progetti a stelle e strisce

I satelliti producono quantità enormi di dati, spesso troppo grandi per essere inviati interamente sulla Terra in tempo reale. Processarli in orbita riduce la latenza e la dipendenza dalle stazioni terrestri. Hewlett Packard Enterprise ha dimostrato la fattibilità di questo approccio con il programma Spaceborne Computer. La multinazionale statunitense, leader nelle soluzioni tecnologiche edge-to-cloud (in cui l’elaborazione dei dati avviene in parte sul dispositivo remoto e in parte sui server centrali), ha installato server commerciali standard sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) nel 2017, 2021 e 2024. Questo ha permesso di ridurre fino al 90% il volume dei dati da trasmettere a Terra.

In un’intervista a Via Satellite (novembre 2025), Clint Crosier, già responsabile della pianificazione della U.S. Space Force e oggi direttore Aerospace & Satellite Solutions di AWS, ha illustrato i risultati pratici. In un test con la startup italiana D-Orbit, elaborare i dati direttamente a bordo del satellite ha permesso di trasmettere a Terra solo le immagini realmente utili: il satellite ha continuato a soddisfare tutti i requisiti della missione usando il 42% in meno di banda. Liberando quella banda, lo stesso satellite può inviare quasi il doppio dei dati utili senza alcuna modifica all’hardware. Il vantaggio per le applicazioni militari è evidente (non a caso, il Department of Defense Space Strategy statunitense identifica lo spazio come dominio operativo a tutti gli effetti).

Gli Stati Uniti stanno inoltre sviluppando la Proliferated Warfighter Space Architecture (PWSA) della Space Development Agency (SDA): una costellazione di centinaia di piccoli satelliti in orbita bassa interconnessi otticamente. Una flotta progettata per garantire comunicazioni resilienti e rilevamento missilistico anche in caso di attacchi a infrastrutture terrestri. A dicembre 2025, la SDA ha assegnato contratti per circa 3,5 miliardi di dollari per la costruzione di altri 72 satelliti di tracciamento missilistico. La logica strategica è chiara: in uno scenario di conflitto, gli impianti e le installazioni a terra sono tra i primi obiettivi a essere colpiti. Una capacità di calcolo dislocata nello spazio, interconnessa otticamente e ridondante offre invece maggiore sicurezza e una continuità operativa difficilmente replicabile sulla Terra.

La Cina accelera: la Three-Body Computing Constellation

Dagli Stati Uniti alla Cina. Come già accennato, il 14 maggio 2025 la Repubblica Popolare ha lanciato i primi 12 satelliti della Three-Body Computing Constellation, sviluppata dall’istituto di ricerca Zhejiang Lab e dall’azienda ADA Space di Chengdu. Ogni satellite offre 744 TOPS (tera-operazioni al secondo) e l’intera rete è progettata per espandersi fino a 2.800 satelliti, con una potenza computazionale complessiva di 1.000 peta-operazioni al secondo, paragonabile per ordine di grandezza ai supercomputer terrestri più potenti. I satelliti sono collegati da link laser inter-satellite (un collegamento che usa fasci di luce laser per trasmettere dati direttamente da un satellite all’altro), alimentati da pannelli solari e raffreddati passivamente dal vuoto, eliminando i costosi sistemi di raffreddamento a liquido dei data center terrestri.

Secondo un piano quinquennale citato dall’emittente televisiva cinese CCTV e ripreso dalla Reuters lo scorso 29 gennaio, la CASC (China Aerospace Science and Technology Corporation) ha annunciato la costruzione di un’infrastruttura digitale spaziale da un gigawatt di potenza, identificata come pilastro del 15° Piano Quinquennale cinese, integrando capacità cloud, edge computing e terminali per elaborare dati direttamente in orbita.

Il ruolo delle aziende private

C’è però da osservare che la corsa ai data center orbitali non è più una prerogativa dei governi. A novembre 2025, Starcloud ha lanciato il primo satellite equipaggiato con una GPU NVIDIA H100, realizzando la prima dimostrazione di addestramento AI direttamente in orbita. L’11 gennaio 2026, con la missione Twilight di SpaceX, sono arrivati in orbita i primi due nodi del data center orbitale della statunitense Axiom Space, sviluppati in collaborazione con la canadese Kepler Communications e collegati tramite link ottici da 2,5 Gbps.

Google, con il progetto Suncatcher, punta invece a una costellazione di satelliti dotati di TPU (i processori per l’intelligenza artificiale progettati da Google) alimentati da energia solare, con un primo test, in collaborazione con la società di San Francisco Planet Labs, previsto per il 2027. Secondo indiscrezioni, SpaceX starebbe preparando una generazione aggiornata dei satelliti della sua costellazione Starlink capace di ospitare carichi di calcolo, con link ottici inter-satellite a banda ultralarga.

A rendere economicamente plausibili delle infrastrutture permanenti in orbita è anche la riduzione dei costi di lancio, che – secondo uno studio della NASA – sono passati da circa 54mila dollari al chilogrammo con lo Space Shuttle a 2.700 dollari con il razzo riutilizzabile Falcon 9 della società spaziale di Elon Musk: una riduzione di venti volte in due decenni. Tuttavia, la gestione privata di sistemi potenzialmente critici introduce domande (per ora) senza risposta: a cominciare da chi sia responsabile in caso di violazione dei dati su un satellite commerciale.

Dal canto suo, l’Europa non dispone di un programma comparabile per il cloud orbitale. Il progetto IRIS² – 290 satelliti per comunicazioni sicure, contratto da 10,5 miliardi firmato nel dicembre 2024 con il consorzio SpaceRISE – non include infrastrutture di calcolo orbitale autonome. Sul fronte della ricerca, il progetto europeo ASCEND ha completato nel 2024 uno studio che conferma la fattibilità tecnica dei data center orbitali e si pone l’obiettivo di dispiegare 1 GW entro il 2050. ASCEND è guidato da Thales Alenia Space, joint venture tra Thales e Leonardo: la partecipazione dell’azienda italiana è il contributo più diretto del nostro paese a questo scenario.

C’è poi da notare che D-Orbit, startup comasca già protagonista del test AWS, è tra le realtà italiane più avanzate sul tema dell’elaborazione dati in orbita e ha sottoscritto contratti con l’ESA (l’Agenzia spaziale europea) nell’ambito della costellazione di osservazione IRIDE, finanziata con fondi PNRR. Ma l’Italia non ha un programma nazionale dedicato al cloud orbitale. Il rischio è quello già visto in altri ambiti digitali: competenze industriali elevate senza controllo sull’infrastruttura finale.

Vulnerabilità e limiti

Il 24 febbraio 2022, all’ora esatta dell’invasione russa dell’Ucraina, un attacco informatico ha colpito la rete KA-SAT di Viasat (il gigante californiano delle telecomunicazioni satellitari), disabilitando decine di migliaia di modem satellitari in Ucraina e in Europa. Il malware usato – un wiper chiamato AcidRain – non ha violato nessun satellite in orbita, sfruttando invece una vulnerabilità VPN in server di gestione della rete fisicamente localizzati nel nord Italia, propagandosi fino a disabilitare 5.800 turbine eoliche in Germania. A maggio 2022, Stati Uniti, Unione Europea, Regno Unito e una dozzina di governi europei – inclusa l’Italia – hanno attribuito pubblicamente l’attacco al GRU, l’intelligence militare russa.

Il caso Viasat contiene una lezione che vale doppio per i data center orbitali: il punto più vulnerabile di un’infrastruttura spaziale non è il satellite. È tutto ciò che lo gestisce da Terra: stazioni di controllo, reti di uplink, sistemi di autenticazione, catena di fornitura dell’hardware. A questo si aggiunge un problema strutturale specifico dello spazio: il patching. Un data center terrestre può infatti ricevere una patch di sicurezza in pochi minuti. Un satellite in orbita bassa ha finestre di comunicazione limitate, banda ristretta e nessuna possibilità di intervento fisico. Se un sistema orbitale venisse compromesso, la risposta sarebbe strutturalmente più lenta e, in alcuni scenari, impossibile senza un nuovo lancio.

Jamming e spoofing GPS sono già operativi in zona di conflitto e documentati sistematicamente dall’Agenzia europea per la sicurezza aerea (EASA) nel Mar Nero, in Medio Oriente e nel Baltico: dimostrano che l’interferenza deliberata sulle infrastrutture spaziali è una realtà, non un’ipotesi. Un attacco a un sistema orbitale porterebbe le stesse complessità a un livello superiore: chi ha giurisdizione, chi può intervenire, con quali strumenti e in quale tempo utile.

Il vuoto normativo

L’Outer Space Treaty del 1967 attribuisce allo Stato di lancio la giurisdizione e il controllo sugli oggetti spaziali, indipendentemente da dove operino. Ma questo trattato non contempla infrastrutture digitali, non regola la proprietà dei dati in orbita, non prevede meccanismi di applicazione in caso di violazione informatica. 

A quasi sessant’anni dalla firma, non esiste nessun trattato internazionale che disciplini specificamente la protezione dei dati nello spazio. Nel 2019, dopo otto anni di negoziato, l’UN COPUOS (la Commissione delle Nazioni Unite sull’uso pacifico dello spazio extra-atmosferico) ha adottato 21 linee guida per la sostenibilità a lungo termine delle attività spaziali: volontarie, non vincolanti e relative a detriti, sicurezza operativa e traffico orbitale. La protezione dei dati non è contemplata.

Il primo segnale che la questione stia diventando urgente sul piano normativo è arrivato a gennaio di quest’anno: SpaceX ha depositato all’americana FCC (Federal Communications Commission) una richiesta per lanciare fino a un milione di satelliti definiti esplicitamente “orbital data centers”. Questo è il primo iter normativo al mondo che affronta direttamente il tema, ma riguarda una sola nazione e non tocca le questioni di giurisdizione sui dati.

Payal Arora, professoressa di AI inclusiva all’Università di Utrecht (Olanda), ha sintetizzato il problema in un’analisi pubblicata da Rest of World nel febbraio 2026: se i dati dei cittadini sono elaborati in orbita, la sovranità digitale “diventa ambigua”, sospesa tra il Paese d’origine, lo Stato di lancio e l’operatore commerciale del satellite. Nessuno dei meccanismi esistenti – né il diritto spaziale internazionale, né il diritto cyber nazionale, né i trattati di mutua assistenza giudiziaria – è stato progettato per rispondere a questi aspetti.

Per decenni il potere digitale è stato ancorato a piattaforme fisiche entro confini nazionali. Anche i cavi sottomarini, che trasportano oltre il 95% del traffico internet globale, hanno una giurisdizione di riferimento, con trattati, procedure e responsabilità definite. Il cloud orbitale rompe questo sistema. I dati possono essere archiviati ed elaborati in luoghi che nessuna autorità nazionale può raggiungere, né fisicamente né giuridicamente. In sostanza, per la prima volta, la localizzazione dei dati smette di coincidere con il territorio.

Come spiega Jane Munga, ricercatrice per l’Africa al Carnegie Endowment for International Peace, la sovranità tende a seguire la proprietà dell’infrastruttura: chi non partecipa al suo possesso e alla sua governance rischia di essere relegato a produttore di dati senza alcuna capacità reale di controllo su come siano archiviati, elaborati o usati. Un’incognita che sconfina dal campo dell’innovazione tecnologica. Quello in corso è un passaggio epocale le cui conseguenze sono ancora da scrivere. Il rischio è che si erigano infrastrutture informatiche cruciali per nazioni, imprese e cittadini che superino la sovranità digitale degli Stati. Senza che ci siano le regole per governarle.