Una storia di visione e costruzione per la sovranità tecnologica del Paese

Negli ultimi anni il supercalcolo, la gestione avanzata dei dati e le tecnologie quantistiche hanno progressivamente smesso di essere strumenti confinati agli ambiti specialistici della ricerca per assumere un ruolo centrale nelle strategie di sviluppo economico e nelle dinamiche della competizione internazionale. La possibilità di elaborare enormi quantità di dati, simulare fenomeni complessi e affrontare problemi caratterizzati da un elevato grado di incertezza costituisce oggi una risorsa determinante per la capacità di innovare di imprese e sistemi produttivi e, più in generale, per il posizionamento scientifico e tecnologico dei Paesi.

Dalla salute all’energia, dalla manifattura alla tutela dell’ambiente, fino ai temi della sicurezza, il ricorso a infrastrutture computazionali avanzate sta modificando il modo in cui si produce conoscenza, si progettano soluzioni e si assumono decisioni. In questo scenario, la disponibilità di capacità autonome nel supercalcolo e nella gestione dei dati riguarda tanto l’efficienza dei sistemi di ricerca quanto il tema della sovranità tecnologica e della possibilità di governare trasformazioni destinate a incidere sugli equilibri economici e geopolitici dei prossimi decenni.

Per l’Italia, rafforzare la propria presenza in questi ambiti significa ridurre le dipendenze tecnologiche, valorizzare il patrimonio di competenze scientifiche e industriali costruito nel tempo e creare le condizioni per partecipare da protagonista alle grandi trasformazioni in corso. Il potenziamento delle infrastrutture di supercalcolo e delle capacità di gestione e valorizzazione dei dati rappresenta, in questa prospettiva, una scelta strategica che riguarda al tempo stesso la competitività del Paese e il contributo che l’Europa può offrire allo sviluppo di un ecosistema digitale fondato sull’autonomia, la cooperazione e la responsabilità.

Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), promosso nel 2021 dal governo guidato da Mario Draghi, ha riconosciuto esplicitamente il carattere strategico del digitale e del supercalcolo, prevedendo investimenti significativi nella costruzione di ecosistemi dell’innovazione e di infrastrutture avanzate. È in questo contesto che si inserisce il Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing (ICSC), con l’obiettivo di rafforzare le capacità tecnologiche del Paese, sostenere la ricerca di frontiera e favorire lo sviluppo di applicazioni innovative in grado di generare valore economico e sociale.

Un’infrastruttura per l’innovazione

Il Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing (ICSC) nasce nel 2022 grazie a un finanziamento iniziale di 320 milioni di euro da parte del Ministero dell’Università e della Ricerca con un triplice obiettivo: creare e gestire un’infrastruttura di calcolo distribuita e integrata a livello nazionale; rafforzare la collaborazione interdisciplinare tra i diversi attori del mondo scientifico e industriale, favorendo l’adozione e l’integrazione di tecnologie avanzate nei settori strategici; posizionarsi come piattaforma nazionale e internazionale a supporto di iniziative scientifiche e industriali. L’ambizione è trasformare l’investimento straordinario del PNRR in un ecosistema permanente al servizio della ricerca, delle imprese e della pubblica amministrazione.

ICSC riunisce 51 membri provenienti da università, enti e organismi di ricerca pubblici e privati e aziende distribuiti sull’intero territorio nazionale. È organizzato secondo una struttura di tipo Hub & Spoke, con l’Hub centrale – la Fondazione ICSC – che svolge la funzione di nodo di coordinamento strategico e operativo e 11 Spoke tematici che sviluppano attività di ricerca e innovazione in aree scientifiche e tecnologiche considerate strategiche per il Paese.

Lo Spoke 0 è dedicato all’infrastruttura cloud di supercalcolo e svolge un ruolo trasversale e abilitante, supportando tutte le altre attività attraverso l’accesso alle risorse di calcolo, allo storage e ai servizi digitali necessari per condurre ricerche e sviluppare soluzioni su larga scala. Lo Spoke 1 e lo Spoke 10 sono dedicati allo sviluppo delle tecnologie del futuro. Il primo si concentra sull’evoluzione delle architetture di supercalcolo e dei sistemi per la gestione dei Big Data; il secondo sullo sviluppo delle componenti hardware e software del calcolo quantistico, con l’obiettivo di rendere accessibili queste tecnologie emergenti anche in contesti applicativi concreti.

Gli altri otto Spoke sono dedicati allo sviluppo di strumenti software e modelli computazionali avanzati nei diversi ambiti applicativi verticali. In ciascuno di questi settori, il Centro promuove una forte integrazione tra ricerca scientifica, sviluppo tecnologico e applicazioni, stimolando la creazione di soluzioni ad alto impatto attraverso la collaborazione tra mondo accademico e imprese, con il fine di generare valore per il sistema produttivo e la società.

A questa articolazione si affianca il Gruppo di Ricerca Trasversale Societal Implications and Impact (SII), composto da esperti di profilo internazionale con il compito di accompagnare le attività del Centro nella valutazione delle implicazioni sociali delle tecnologie sviluppate e di garantirne la coerenza con i principi europei in materia di dati, intelligenza artificiale e innovazione responsabile. In un contesto in cui la trasformazione tecnologica solleva questioni sempre più rilevanti sul piano etico e sociale, questa attenzione costituisce uno degli elementi distintivi dell’esperienza di ICSC e contribuisce a orientare lo sviluppo delle tecnologie verso criteri di equità, tutela dei diritti fondamentali, sostenibilità, sicurezza e sovranità digitale.

Costruire la piattaforma nazionale del calcolo avanzato

Nei primi anni di attività, il Centro Nazionale ha avviato la realizzazione di un’infrastruttura di calcolo distribuita ad alte prestazioni, federata a livello nazionale e progettata per sostenere la ricerca scientifica, l’innovazione industriale e lo sviluppo tecnologico del Paese. Più che creare ex novo singole infrastrutture, la sfida è consistita nel mettere a sistema risorse, competenze e servizi già presenti sul territorio nazionale, rafforzandone l’integrazione e ampliandone le potenzialità.

Uno degli elementi centrali di questa infrastruttura è rappresentato da Leonardo, il supercomputer progettato e gestito da CINECA al Tecnopolo di Bologna. La sua entrata in funzione ha segnato un passaggio importante nella capacità del Paese di disporre di risorse computazionali di livello internazionale, a supporto sia della ricerca di frontiera sia dello sviluppo di applicazioni innovative nei settori produttivi. Negli ultimi anni il sistema è stato ulteriormente potenziato attraverso l’integrazione di LISA (Leonardo Integrated Supercomputing Architecture), una nuova architettura modulare e scalabile progettata per supportare applicazioni a elevata intensità computazionale, dall’intelligenza artificiale ai gemelli digitali fino alle simulazioni multifisiche.

Accanto a Leonardo, il Centro ha contribuito al potenziamento delle infrastrutture dedicate alla gestione dei dati, favorendo una maggiore integrazione tra capacità di calcolo, archiviazione e trasmissione delle informazioni. Un passaggio strategico in questa direzione è avvenuto con il trasferimento all’interno del DAMA (Data Manifattura Emilia-Romagna), il polo che ospita alcune delle principali infrastrutture digitali del Tecnopolo di Bologna, del Tier-1 dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), uno dei principali nodi della Worldwide LHC Computing Grid (WLCG). Questa scelta ha consentito di concentrare in un’unica sede alcune delle più avanzate risorse di calcolo del Paese, rafforzando l’integrazione tra le infrastrutture, semplificando la connettività tra i sistemi e migliorando l’efficienza operativa complessiva. Si tratta di un esempio concreto della logica di federazione che ha guidato la costruzione del Centro. Il rafforzamento della connettività nazionale attraverso la rete GARR-T ha inoltre contribuito a sostenere l’interoperabilità delle infrastrutture e il loro collegamento con le principali reti europee della ricerca, rendendo possibile una più efficace circolazione di dati, servizi e competenze all’interno dell’ecosistema nazionale ed europeo.

In questo quadro si inserisce anche Megaride, il data center ad alte prestazioni ospitato presso l’Università degli Studi di Napoli Federico II, che amplia la disponibilità di risorse nazionali, contribuisce a rafforzare la distribuzione territoriale delle capacità computazionali, ed è stato progettato per supportare sia la ricerca scientifica sia le attività legate alla cybersicurezza nazionale. L’obiettivo non è soltanto aumentare la potenza di calcolo disponibile, ma rendere più semplice ed efficace l’accesso alle risorse da parte della comunità scientifica, delle imprese e della pubblica amministrazione.

Particolare attenzione è stata dedicata anche alle tecnologie emergenti. Il rafforzamento delle competenze nazionali nel campo del quantum computing e la creazione di una rete distribuita di piattaforme sperimentali testimoniano la volontà di investire in ambiti caratterizzati da elevata incertezza tecnologica, ma destinati a incidere profondamente sulle traiettorie future della ricerca e dell’innovazione.

Fra gli elementi distintivi dell’esperienza ICSC vi è inoltre la costruzione di una rete nazionale di Living Lab, ambienti collaborativi nei quali università, enti di ricerca, imprese e amministrazioni pubbliche possono co-progettare, sperimentare e validare soluzioni innovative in contesti reali. Spazi che rappresentano luoghi di incontro tra la produzione della conoscenza e i bisogni concreti, contribuendo a ridurre la distanza tra sviluppo tecnologico e applicazione.

A poco più di tre anni dall’avvio delle attività, ICSC ha già conseguito risultati significativi: ha prodotto circa 3.700 pubblicazioni scientifiche, sostenuto numerosi progetti di innovazione in collaborazione con il sistema produttivo e promosso iniziative formative rivolte a ricercatori, professionisti e pubbliche amministrazioni. Al di là dei singoli indicatori, questi risultati mostrano come un investimento straordinario abbia già generato competenze, reti di collaborazione e capacità organizzative che vanno oltre l’orizzonte temporale del PNRR, ponendo le basi per risultati destinati a consolidarsi nel tempo.

Dalla ricerca alle soluzioni per il Paese

Se la costruzione di un’infrastruttura nazionale di supercalcolo ha rappresentato il presupposto tecnologico dell’iniziativa, la sua reale misura risiede nella capacità di tradurre risorse, competenze e conoscenze in applicazioni utili per la società. È su questo terreno che si misura il valore aggiunto del Centro Nazionale ICSC.

Un primo ambito riguarda il territorio, l’ambiente e la transizione energetica. Attraverso l’integrazione di dati provenienti da sensori, osservazioni satellitari, modelli climatici e algoritmi di intelligenza artificiale, sono stati sviluppati gemelli digitali dinamici di città, reti energetiche, edifici e infrastrutture critiche. Questi strumenti consentono di simulare scenari complessi, prevedere e mitigare rischi quali alluvioni, incendi ed eventi climatici estremi, monitorare in tempo reale lo stato delle infrastrutture e supportare decisioni più tempestive ed efficaci. In prospettiva, essi potranno contribuire a rendere i territori più resilienti e a ottimizzare l’uso delle risorse energetiche e ambientali.

Un secondo ambito riguarda la salute e i servizi ad alta intensità di dati. Il supercalcolo e l’intelligenza artificiale stanno rendendo possibile l’analisi integrata di dati clinici, genomici e istopatologici, aprendo nuove prospettive per diagnosi più tempestive e per lo sviluppo di percorsi terapeutici personalizzati. Parallelamente, l’adozione di approcci di federated learning permette a soggetti diversi – come ospedali, istituzioni finanziarie e operatori assicurativi – di collaborare nell’addestramento di modelli avanzati senza condividere dati sensibili, conciliando innovazione, sicurezza e tutela della privacy.

Infine, le applicazioni sviluppate nell’ambito del supercalcolo e delle tecnologie quantistiche stanno trovando impiego in settori quali la manifattura avanzata, la logistica, la chimica computazionale e l’ottimizzazione di sistemi complessi. La possibilità di simulare materiali, accelerare processi di progettazione e sperimentare nuovi algoritmi apre prospettive significative per la competitività delle imprese e contribuisce a preparare il Paese alle opportunità della futura economia quantistica.

Nel loro insieme, queste esperienze mostrano come tecnologie sviluppate per la ricerca di frontiera possano progressivamente tradursi in strumenti operativi al servizio delle imprese, della pubblica amministrazione e dei cittadini.

Oltre il PNRR: la sfida della sostenibilità

Guardando al futuro, ICSC mira a consolidare e ampliare ulteriormente la propria infrastruttura digitale, estendendo i servizi su scala nazionale e rafforzando le capacità di calcolo e gestione dei dati. Tra le priorità strategiche rientrano l’espansione della rete dei Living Lab, la diffusione dell’accesso alle infrastrutture da parte della comunità scientifica e del sistema produttivo e il rafforzamento delle attività di formazione e sviluppo delle competenze necessarie ad affrontare le sfide tecnologiche emergenti. Fondamentale, in questa direzione, è l’intensificazione della collaborazione tra ricerca, settore pubblico e imprese, per favorire il trasferimento dell’innovazione e generare impatti duraturi.

La principale sfida riguarda tuttavia la capacità di dare continuità all’esperienza avviata dal PNRR. Come per tutti i grandi programmi straordinari di investimento, il vero banco di prova non coincide con la fase di realizzazione delle attività previste, ma con la possibilità di trasformare risultati, infrastrutture e reti di collaborazione in patrimonio stabile del Paese. In questo senso, parallelamente alle misure istituzionali attivate a livello governativo per garantire continuità ai Poli di Innovazione, il Centro ha avviato un proprio percorso di consolidamento strategico, fondato sul rafforzamento delle collaborazioni nazionali e internazionali, sulla partecipazione a programmi competitivi e sulla capacità di attrarre nuove opportunità di finanziamento e cooperazione scientifica.

In questa prospettiva assume particolare rilievo il riconoscimento del Centro quale nodo nazionale della European Open Science Cloud (EOSC), che testimonia come l’investimento avviato con il PNRR abbia già prodotto forme di consolidamento e riconoscimento destinate a proiettarsi oltre la durata del programma e segnala la capacità di trasformare risorse straordinarie in capacità durature e relazioni istituzionali capaci di consolidarsi nel tempo.

In ambito nazionale, il dialogo con gli altri Centri Nazionali, i partenariati estesi e gli ecosistemi dell’innovazione hanno favorito la costruzione di alleanze che rappresentano un valore aggiunto per il sistema della ricerca e dello sviluppo tecnologico italiano. Un esempio significativo è rappresentato dal progetto INARC, attraverso il quale la rete dei cinque Centri Nazionali italiani ha partecipato congiuntamente all’Expo di Osaka 2025, presentando un’immagine coordinata delle competenze scientifiche e tecnologiche del Paese e promuovendo un approccio integrato allo sviluppo di soluzioni innovative e sostenibili. Insieme alle collaborazioni nazionali, il Centro ha avviato rapporti con partner internazionali e organismi multilaterali, promuovendo iniziative congiunte, programmi di scambio e nuove opportunità di cooperazione scientifica. Queste reti contribuiscono ad ampliare la circolazione delle conoscenze e costituiscono una delle condizioni essenziali per la sostenibilità futura dell’iniziativa.

A pochi anni dalla sua nascita, ICSC ha dimostrato come un investimento straordinario possa tradursi nella costruzione di capacità diffuse, competenze condivise e nuove forme di collaborazione tra ricerca, industria e istituzioni. La sfida dei prossimi anni sarà consolidare questo patrimonio collettivo, garantendone continuità e capacità di adattamento in un contesto tecnologico in rapida evoluzione.

L’Italia nella strategia europea del supercalcolo

L’esperienza di ICSC si colloca all’interno del più ampio processo attraverso il quale l’Europa sta cercando di rafforzare la propria autonomia tecnologica nei settori del supercalcolo, della gestione dei dati e dell’intelligenza artificiale. In questo contesto, il Centro rappresenta uno degli strumenti attraverso cui l’Italia contribuisce alla costruzione di uno spazio europeo della conoscenza fondato sulla cooperazione scientifica e sulla condivisione di infrastrutture strategiche.

La partecipazione alle iniziative promosse in ambito europeo ha consentito di inserire le competenze sviluppate dal Centro all’interno di reti di collaborazione più ampie, favorendo la circolazione di conoscenze, persone e pratiche organizzative. In particolare, il ruolo svolto nell’ambito del già citato European Open Science Cloud (EOSC) testimonia l’impegno verso modelli di ricerca aperti e interoperabili, orientati a rendere dati e servizi sempre più accessibili e riutilizzabili dalla comunità scientifica.

Le infrastrutture e le competenze sviluppate grazie all’investimento del PNRR hanno inoltre costituito una delle condizioni che hanno consentito all’Italia di partecipare alle iniziative europee dedicate all’intelligenza artificiale. In questo senso, l’esperienza di ICSC mostra come investimenti nazionali mirati possano generare effetti di leva che si estendono ben oltre il perimetro originario dei programmi che li hanno resi possibili.

La dimensione europea non riguarda però soltanto l’accesso a programmi e finanziamenti, ma richiama una questione più generale accennata in apertura: la capacità del continente di mantenere un ruolo autonomo nella produzione e nell’utilizzo delle tecnologie che stanno ridefinendo gli equilibri economici e geopolitici globali. In questo scenario, la disponibilità di infrastrutture avanzate, competenze diffuse e istituzioni capaci di coordinarne lo sviluppo costituisce una condizione essenziale per ridurre forme di dipendenza tecnologica che potrebbero limitare l’autonomia europea nell’orientare il proprio sviluppo. Partecipare a questo progetto, per l’Italia, significa dunque valorizzare il patrimonio di competenze e infrastrutture costruito nel tempo e contribuire alla definizione di una visione europea dell’innovazione fondata sulla collaborazione, sull’apertura e sulla responsabilità nell’uso delle tecnologie, ma significa anche investire nella formazione di una nuova generazione di competenze fondamentali per operare all’interno delle infrastrutture digitali europee. Il contributo di ICSC assume così un significato che supera la dimensione del singolo programma: rafforza il ruolo del Paese nella costruzione delle future infrastrutture della conoscenza.

L’aspetto più significativo dell’esperienza di ICSC riguarda forse la formazione di una comunità nazionale che ha imparato a condividere infrastrutture, competenze e responsabilità attorno a obiettivi comuni. In un contesto nel quale la capacità di produrre, utilizzare e governare la conoscenza costituisce una componente essenziale dell’autonomia strategica, questa rete di relazioni e competenze rappresenta uno dei risultati più rilevanti e, al tempo stesso, una delle condizioni per affrontare le sfide all’orizzonte.

Scritto da

Francesco Ubertini