Padroneggiare ciò che non esiste ancora

Le aziende e i centri di ricerca di tutto il mondo stanno attualmente intensificando le loro attività per sfruttare il potenziale applicativo della meccanica quantistica. Per formare il personale specializzato necessario a questo scopo, è stato creato un programma di Master presso l'ETH di Zurigo, che ha attirato molta attenzione a livello internazionale grazie al suo orientamento interdisciplinare.

Il programma di Master in Ingegneria Quantistica è stato realizzato congiuntamente dal Dipartimento di ingegneria elettrotecnica e dell'informazione e dal Dipartimento di fisica dell'ETH, con l'obiettivo di unire le discipline della fisica quantistica e dell'ingegneria. "Probabilmente non siamo stati gli unici a pensarci, ma siamo stati tra i primi a rendere davvero credibile questa fusione", afferma Lukas Novotny, direttore del corso di studio. "Ora siamo considerati un programma modello in molti luoghi".

Novotny è professore di fotonica presso il Dipartimento di ingegneria elettrotecnica e dell'informazione e, in qualità di direttore del programma, ha la responsabilità di garantire che il corso di studio mantenga le promesse. E non è cosa da poco: l'ingegneria quantistica è un nuovo campo all'interfaccia tra fisica quantistica, elettrotecnica e informatica. Utilizza le leggi della fisica quantistica per sviluppare tecnologie che superano gli approcci ingegneristici tradizionali. Le tecnologie quantistiche cambieranno radicalmente i paradigmi ingegneristici classici nel campo dei computer, dell'elaborazione delle informazioni e della tecnologia di misurazione. I futuri ingegneri quantistici saranno in grado di sviluppare e applicare queste nuove tecnologie.

Pensare in entrambe le prospettive

Una di loro è Anja Ulrich. Ha fatto parte della prima coorte che ha iniziato il nuovo programma di Master due anni fa ed è entrata nel corso di studio con una laurea in ingegneria elettrica. Attualmente sta completando uno stage presso l'Imec in Belgio, dopo il quale intende iniziare la sua tesi di Master. Imec è un'azienda di ricerca nel campo delle nanotecnologie e delle tecnologie digitali e conduce anche ricerche sulle tecnologie quantistiche. "Il gruppo di cui faccio parte qui è composto principalmente da fisici", spiega l'autrice. Tuttavia, i maggiori problemi con le tecnologie quantistiche non sono attualmente nel campo della fisica, ma dell'ingegneria. Ulrich è di conseguenza sfidato. "Ho avuto una curva di apprendimento ripida", sorride, "ma probabilmente è sempre così quando si esce dagli studi e si entra nel mondo della pratica".

Il Master in Ingegneria Quantistica l'ha preparata a comprendere il linguaggio della fisica come un ingegnere: "A volte avrebbe preferito che la fisica fosse insegnata in modo più pratico, ammette Ulrich. Nel complesso, però, le sue conclusioni sono positive: "Le mie aspettative sul corso di studio sono state decisamente soddisfatte", dice Ulrich. "Poiché provengo da una formazione di ingegneria elettrica e ho sempre avuto un forte interesse per la fisica, la mia speranza era quella di imparare di più sulla fisica senza perdere il contatto con l'ingegneria".

"Gli studenti che provengono da un background ingegneristico familiarizzano un po' di più con la fisica quantistica nel primo anno di studio, mentre gli studenti che provengono da un background fisico studiano inizialmente più materie elettrotecniche", spiega Novotny. Alla fine, gli studenti non devono solo comprendere i principi e il linguaggio dell'altra materia, ma anche essere in grado di creare qualcosa di nuovo e applicabile a partire da essa.

Durante la progettazione del corso di studio, era chiaro a tutti che non sarebbe stato possibile creare semplicemente un doppio corso di laurea con un doppio carico di lavoro. "Sia in fisica che in ingegneria, ci concentriamo su quelle aree che sono veramente rilevanti per l'ingegneria quantistica", spiega Novotny. Tuttavia, le esigenze degli studenti sono elevate. "Naturalmente, scegliendo questo corso di studio si esce dalla propria zona di comfort", dice Ulrich.

"Ma la cosa affascinante è che l'ingegneria quantistica è un territorio nuovo per tutti". La sensazione di lavorare in un campo che potrebbe innescare una rivoluzione tecnica è molto motivante. Novotny fa anche questa osservazione: "Lo studio è molto impegnativo, ma gli studenti lo padroneggiano. Sono dei pionieri, per così dire, e questo li ispira". Secondo Ulrich, lo spirito di squadra tra gli studenti è un altro grande vantaggio. Fin dall'inizio è stata fortemente coinvolta nell'associazione settoriale appena fondata. Il sostegno alla preparazione degli esami, lo scambio professionale e i contatti con l'industria fanno parte del programma tanto quanto gli eventi sociali.

Pionieri sulla strada del successo

La prima generazione di ingegneri quantistici sta concludendo il proprio Master, mentre la terza generazione inizierà i propri studi in autunno. Da allora, il numero di coloro che intraprendono un corso di laurea magistrale in Ingegneria Quantistica è quasi raddoppiato. Un chiaro segno che il corso di studio risponde a una grande esigenza. "? un segno di successo", afferma Novotny. E una sfida, soprattutto a livello strutturale e amministrativo. Ora dobbiamo pensare attentamente a come trasferire il corso di studio dalla fase pionieristica a uno stato stabile. Tra le altre cose, è necessario creare una rete di partner industriali per fornire supporto. "Voglio che l'ingegneria quantistica diventi un campo con basi solide", afferma Novotny.

Le prospettive di carriera per i diplomati sono certamente buone. Tuttavia, Novotny aggiunge con cautela che sarà possibile giudicare realmente il loro successo solo quando i giovani laureati avranno trascorso un po' di tempo nella vita professionale. In ogni caso, Anja Ulrich è ottimista: "Vedo un ampio campo di attività davanti a me".

E il potenziale per fare la differenza, scoprire qualcosa o cambiare qualcosa è relativamente alto. "Potreste avere la possibilità di implementare qualcosa di nuovo e non solo di aggiustare una piccola ruota". Cosa c'è di più eccitante?