Per anni abbiamo sentito dire che il XXI secolo sarebbe stato il secolo della fotonica, così come il Novecento è stato quello dell’elettronica; forse è ancora presto per dirlo, ma tra chip che funzionano con la luce, computer quantistici, intelligenza artificiale e nuovi investimenti europei, qualche indizio comincia a esserci.
Ci sono rivoluzioni tecnologiche che si fanno riconoscere immediatamente, perché arrivano accompagnate da un oggetto simbolo — la macchina a vapore, l’automobile, il transistor, il personal computer, lo smartphone — e altre che avanzano più discretamente, disperse inizialmente in laboratori, università e applicazioni apparentemente lontane tra loro, finché un giorno ci si accorge che quei fili hanno cominciato a intrecciarsi e stanno formando qualcosa di molto più grande.
La fotonica appartiene probabilmente a questa seconda categoria, perché laser e fibre ottiche esistono da decenni e Internet è già in buona parte una gigantesca macchina che trasporta informazioni sotto forma di luce, ma ciò che sta accadendo adesso è diverso: stiamo cercando di portare i fotoni dentro i chip, di utilizzarli per collegare processori, costruire sensori, eseguire alcuni tipi di calcolo e persino manipolare informazione quantistica, mentre intorno a queste tecnologie cominciano finalmente a comparire infrastrutture industriali, programmi pubblici e investimenti di dimensioni considerevoli.
Per questo, anziché proclamare con una certa solennità che il XXI sarà il “secolo della fotonica” — gli storici del 2100 potrebbero anche sorridere della nostra sicurezza — può essere più interessante domandarsi se non stia cominciando proprio adesso qualcosa di più verificabile: il decennio della fotonica.
Un buon indizio arriva dall’European Chips Act, perché tra le cinque grandi linee pilota create dall’Europa per sviluppare tecnologie strategiche dei semiconduttori ne compare una dedicata proprio ai circuiti fotonici integrati: PIXEurope, avviata nel 2025, coinvolge venti organizzazioni di undici Paesi e punta a costruire l’infrastruttura necessaria per accompagnare un chip fotonico lungo quella difficile strada che separa una brillante dimostrazione di laboratorio da qualcosa che possa essere effettivamente fabbricato, testato e utilizzato dall’industria.
L’iniziativa complessiva parla di un investimento nell’ordine dei 400 milioni di euro e, fatto particolarmente interessante per noi, nella rete ci sono anche il Politecnico di Milano e la Fondazione Bruno Kessler di Trento, con attività che riguardano materiali, circuiti fotonici programmabili e tecnologie di test: può sembrare materia per specialisti, ma è precisamente ciò che accadde con la microelettronica, quando il problema smise di essere semplicemente “far funzionare un transistor” e diventò imparare a produrne milioni, poi miliardi, in modo affidabile e a costi accettabili.
In altre parole, la fotonica europea sta lentamente passando dalla domanda “si può fare?” alla domanda assai più impegnativa “si può fabbricare?”, ed è spesso in questo passaggio poco spettacolare che una tecnologia comincia davvero a cambiare il mondo.
Dalla Svizzera Slux sagl arrivano, intanto, notizie di un nuovo sistema di autenticazione e di controllo per l’accesso a qualsiasi sistema di massima sicurezza, basato sull’analisi fotonica di chiavi assolutamente non clonabili, che promette di incrementare di molto i livelli di sicurezza di sistemi informatizzati e di dispositivi particolari e “delicati”, sia in ambito civile, sia in ambito militare.
L’Italia, peraltro, non assiste alla partita dalla tribuna, perché accanto alla partecipazione a PIXEurope è nata I-PHOQS, Integrated Infrastructure Initiative in Photonic and Quantum Sciences, realizzata dal CNR insieme al Politecnico di Milano con fondi Next Generation EU-PNRR e presentata come la maggiore rete italiana di infrastrutture dedicate alle scienze fotoniche e quantistiche, con laboratori che lavorano su laser, nanofabbricazione, semiconduttori, sensing, comunicazioni e calcolo quantistico.
L’aspetto forse più interessante è che questa rete non nasce soltanto per pubblicare buoni lavori scientifici, cosa nella quale i ricercatori italiani hanno peraltro una certa esperienza, ma anche per mettere infrastrutture e competenze a disposizione delle imprese, tentando di colmare quella distanza tra ricerca eccellente e capacità industriale che nel nostro Paese conosciamo fin troppo bene.
E qualche risultato comincia già a offrire immagini molto più efficaci di qualsiasi definizione teorica della fotonica: nel dicembre 2025, per esempio, alla Sapienza di Roma è stato presentato Qolossus 2.0, computer quantistico fotonico modulare sviluppato nell’ambito del Centro Nazionale ICSC con Sapienza, CNR-IFN di Milano e Università di Pavia, nel cui cuore si trovano circuiti ottici microscopici capaci di manipolare singoli fotoni.
Ancora più cinematografica è la storia dei due processori quantistici fotonici sviluppati dal CNR-IFN di Milano e lanciati nello spazio nel giugno 2025, dove orbitano a circa 520 chilometri dalla Terra: uno è progettato per effettuare autonomamente operazioni di calcolo quantistico, l’altro per esperimenti di fisica fondamentale, e difficilmente si potrebbe trovare un’immagine migliore per descrivere la distanza percorsa dalla fotonica integrata rispetto ai grandi tavoli ottici dei laboratori di qualche decennio fa.
Perché proprio adesso? La risposta ha molto a che fare, curiosamente, con un’altra rivoluzione tecnologica di cui parliamo ogni giorno, l’intelligenza artificiale, che sta facendo crescere enormemente non soltanto il bisogno di capacità di calcolo, ma anche la quantità di informazioni che devono spostarsi continuamente tra processori, acceleratori e memorie nei grandi data center.
Possiamo infatti costruire processori sempre più potenti, ma se non riusciamo ad alimentarli di dati abbastanza rapidamente è come possedere una cucina piena di cuochi velocissimi nella quale gli ingredienti arrivano attraverso una porta troppo stretta, ed è proprio qui che la luce diventa interessante, perché consente di trasportare grandi quantità di informazione ad alta velocità e di far viaggiare contemporaneamente segnali differenti utilizzando diverse lunghezze d’onda.
La frontiera successiva è ancora più affascinante, perché invece di utilizzare la luce soltanto come corriere si cerca di farle eseguire direttamente alcune operazioni matematiche, sfruttando interferenza e altre proprietà fisiche dei segnali ottici; nel marzo 2026, per esempio, ricercatori del Politecnico di Milano e del CNR-IFN, insieme a collaboratori internazionali, hanno pubblicato su Nature Photonics un lavoro sulle operazioni logiche ultraveloci controllate mediante impulsi luminosi, una ricerca ancora fondamentale ma indicativa della direzione in cui ci si sta muovendo.
Non significa che stiamo per buttare i transistor nel cestino, naturalmente, perché la prospettiva più realistica è assai meno teatrale e probabilmente molto più interessante: costruire sistemi ibridi nei quali elettroni e fotoni facciano ciascuno ciò che sanno fare meglio, con l’elettronica impegnata nella logica, nella memoria e nel controllo e la fotonica sempre più utilizzata nelle comunicazioni e, dove conveniente, anche nell’elaborazione.
Dal computer quantistico all’Internet quantistica
C’è poi il secondo grande acceleratore, il quantum computing, dove i fotoni sono candidati particolarmente interessanti perché possono rappresentare informazione quantistica e, nello stesso tempo, trasportarla, aprendo la prospettiva non soltanto di processori fotonici ma anche di reti capaci, un giorno, di collegare dispositivi quantistici lontani tra loro.
Anche qui l’Italia occupa una posizione interessante: il progetto europeo EPIQUE, che riunisce università, centri di ricerca e imprese per sviluppare computer quantistici fotonici, è coordinato dalla Sapienza Università di Roma, mentre CNR, TIM e Università di Firenze hanno avviato nel 2025 il progetto QuRE sui ripetitori quantistici destinati alle future reti in fibra ottica, uno degli elementi necessari per portare le comunicazioni quantistiche oltre le distanze oggi raggiungibili.
E la cosa importante è che questa attività non si esaurisce con i finanziamenti già assegnati, perché i programmi europei per il 2026-2027 comprendono nuove iniziative sul quantum computing fotonico, sui dispositivi fotonici integrati a bassissimo consumo e sulla strategia europea del settore, mentre Photonics21 — la piattaforma che mette insieme ricerca, industria e istituzioni europee — continua a elaborare roadmap tecnologiche e priorità comuni.
Forse allora parlare del “secolo della fotonica” è ancora prematuro, anche perché intelligenza artificiale, biotecnologie, robotica, nuovi materiali e tecnologie quantistiche potrebbero avanzare con altrettante buone ragioni la propria candidatura, ma parlare di decennio della fotonica comincia a sembrare meno azzardato, soprattutto se consideriamo che molte di queste rivoluzioni hanno bisogno proprio della luce per poter avanzare.
I segnali, almeno, sono numerosi: l’Europa costruisce pilot line per produrre chip fotonici, l’Italia realizza una rete nazionale di infrastrutture, Milano e Trento partecipano alla nuova filiera europea, a Roma si costruiscono computer quantistici fotonici, processori italiani sono già nello spazio e l’intelligenza artificiale sta creando una domanda crescente di collegamenti ottici sempre più vicini ai processori.
Presi singolarmente sono episodi interessanti, ma messi uno accanto all’altro raccontano qualcosa di più curioso: la fotonica sta lentamente smettendo di essere una disciplina specialistica per diventare una tecnologia che attraversa informatica, telecomunicazioni, medicina, spazio, industria e quantum computing, e nella storia dell’innovazione è spesso proprio questo il momento in cui conviene cominciare a prestare attenzione.
Le grandi rivoluzioni tecnologiche raramente iniziano quando qualcuno annuncia che il futuro è arrivato; più spesso iniziano qualche anno prima, quando quasi nessuno se ne accorge, e diventano evidenti soltanto quando scopriamo che una tecnologia che credevamo confinata nei laboratori è già entrata nei computer, nelle fabbriche, negli ospedali, sotto gli oceani e, in questo caso, persino sopra le nostre teste.
