
Italian: 
Traduttore: Michele Gianella
Revisore: Silvia Fornasiero

English: 
Translator: Michele Gianella
Reviewer: Denise RQ

Italian: 
Grazie.
Buongiorno a tutti!
(Applausi)
Abbiamo sentito, nella musica,
quello che vogliamo fare
nell'informatica:
il passaggio dal computer classico
al computer quantistico,
dal bit al qubit,
nella tecnologia di domani.
Tecnologia che dovrebbe sfruttare
la meccanica quantistica.
Comportamenti che, per quanto bizzarri,
- e dietro di me, in questa immagine,
abbiamo davvero
un comportamento bizzarro -
se invece dei due sciatori
che vediamo alle mie spalle
ci fossero degli elettroni,
questi comportamenti
accadono per davvero.

English: 
Thank you.
Good morning everybody!
(Applause)
We have just listened in music
what we want to do in computer science:
the transition from the traditional
to the quantum computer,
from bit to qubit
in tomorrow's technology.
Such technology should exploit
quantum mechanics,
behaviors that although bizarre
- and behind me, in this image,
we have a really strange behavior -
if instead of the two skiers behind me,
there were some electrons,
these behaviors actually do happen.

English: 
So it's like, from the weird world
of quantum mechanics
to tomorrow's quantum computer.
In order to appreciate the innovation
a quantum computer would represent,
let's start from our current ones,
from the current technological limits
yet to be overcome.
Even today's computer saw the light
thanks to a breakthrough,
the invention of the transistor,
made by the three researchers
we see in the photo behind me,
Shockley, Bardeen, and Brattain,
all Nobel Prize recipients,
60 years ago now,
for the invention of the transistor,
another brainchild of quantum mechanics,
based as it is on the discovery
of the atomic structure.
The transistor --
a fundamental unit
of all our modern technology.
All microprocessors contain
a huge number of transistors.

Italian: 
Quindi dal mondo bizzarro
della meccanica quantistica
al computer di domani,
al computer quantistico.
Per capire un po' l'innnovazione
introdotta dal computer quantistico,
partiamo invece dal computer attuale,
dai limiti che dobbiamo affrontare
nella tecnologia attuale.
Anche il computer di oggi
è stato reso possibile
grazie a un cambiamento epocale,
l'invenzione del transistor.
Dai tre personaggi, tre ricercatori
che vediamo nella fotografia
dietro le mie spalle,
Shockley, Bardeen e Brattain,
che hanno ricevuto, 60 anni fa ormai,
il premio Nobel per l'invenzione
del transistor,
anch'esso figlio
della meccanica quantistica
in quanto si basa sulla scoperta
della struttura atomica.
Il transistor, dunque.
Il transistor che è l'unità fondamentale
per tutta la nostra tecnologia moderna.

English: 
Think about this:
should all of us, in this room,
put all our technology together,
we have more than a trillion transistors,
all packed together
on these microprocessors:
a staggering figure.
How far can we get to?
How far can we increase
the computing power?
Clearly it all depends on how long
we can keep shrinking transistors.
Here we have instead the curve,
the so-called Moore's law
according to which transistors' number
doubles approximately every 18 months.
Will there be a moment however
when this surge in the number
of transistors hits a limit?
Certainly yes: a wall will be hit
when we get to the limit
of the atomic scale.
We can't imagine to make
a transistor smaller than an atom.
So what will we do then?

Italian: 
Tutti i microprocessori contengono
un numero enorme di transistor.
Pensate che noi, in questa sala,
se mettiamo insieme
tutta la nostra tecnologia,
abbiamo più di mille
miliardi di transistor,
impacchettati insieme appunto
su questi micro processori:
un numero enorme di transistor!
Fin dove ci possiamo spingere?
Fin dove possiamo aumentare
la potenza di calcolo?
Ovviamente, tutto dipende da quanto
possiamo rimpicciolire i transistor.
Qui abbiamo invece la curva che ci dice
- la cosiddetta Legge di Moore -
che ci dice che il numero di transistor
raddoppia circa ogni diciotto mesi.
Si arriverà però ad un momento
in cui questo aumento
del numero dei transistor
arriverà ad un limite?
Certamente sì, e questo momento
è quando si arriva al limite
della scala atomica.
Non possiamo immaginare di fare
un transistor più piccolo dell'atomo.
A questo punto cosa facciamo?

Italian: 
Rimaniamo lì, e ci accontentiamo
della nostra tecnologia?
No.
Invece, quello che faremo è proprio
sfruttare la meccanica quantistica,
non più come un limite
ma come un'enorme opportunità,
come una risorsa che
ci permetterà di andare avanti.
La meccanica quantistica,
questo pilastro della nostra conoscenza
del mondo della fisica moderna
- qui abbiamo uno
dei congressi più famosi,
sicuramente riconoscete dei personaggi
in questa fotografia -
che descrive il comportamento
delle particelle, degli atomi,
ma anche delle molecole.
Quindi descrive la struttura dell'atomo
attraverso l'invenzione epocale
della funzione d'onda.
La funzione d'onda che raccoglie
il comportamento dei sistemi atomici
- su scala molto piccola, dunque.
Quali sono i comportamenti
della meccanica quantistica
che vorremmo sfruttare
nei computer di domani?

English: 
Shall we settle down with our technology?
No.
Instead, we'll take advantage
of quantum mechanics' quirks,
not as a limit but as a huge opportunity,
as a resource
that will allow us to go further.
Quantum mechanics,
this institution of modern physics
- here's one of the most famous meetings,
you'll certainly recognize
some of them in this photo -
which describes the behavior
of particles, atoms, but also molecules,
So it depicts the structure of the atom
through the breakthrough
of the wave function,
which describes the behavior
of atomic systems
- thus on a very small scale.
Which quantum mechanics behaviors
would we like to use
in tomorrow's computers?

Italian: 
Il primo e il più importante
è la cosiddetta
sovrapposizione quantistica.
Quindi, che la funzione d'onda può essere
- e lo è, per i sistemi microscopici -
la somma di tutti i comportamenti.
I sistemi atomici si trovano
simultaneamente in più stati,
in tutti quelli permessi
dalla meccanica quantistica.
Quindi se un elettrone
può andare a destra o a sinistra,
nella meccanica quantistica
andrà in contemporanea
sia a destra che a sinistra.
Il secondo comportamento
della meccanica quantistica
è il famoso entanglement.
L'entanglement che vuol dire
un aggrovigliamento
tra le particelle che sono nate insieme
o che hanno interagito,
e che, se per esempio prendiamo
due particelle - mettiamo Alice e Bob -
che sono in uno stato entangled,
anche se le allontaniamo
a distanze molto grandi,
se noi facciamo qualcosa a Bob,
Alice ne risente istantaneamente.

English: 
The first and foremost
is the so-called quantum superposition:
the wave function can be
- and actually is,
for microscopic systems -
the sum of all behaviors.
Atomic systems are
in several states at once,
in all states allowed
by quantum mechanics.
So if an electron can either
go right or left,
in quantum mechanics,
it will go both right and left
at the same time.
The second quirk in quantum mechanics
is the well known "Entanglement,"
namely an intertwining
between the particles that either
were born together or have interacted.
If for example we take
two particles, called Alice and Bob,
who are in an entangled state,
even if we place them far apart,
if something happens to Bob,
Alice will be instantly affected.

English: 
To use a rather romantic metaphor,
it is like for two lovers,
they are also, somewhat,
in an entangled state.
These properties made Niels Bohr,
one the founding fathers
of quantum mechanics,
say about this theory
- and how couldn't we agree.
Those who aren't shocked
by quantum mechanics
cannot possibly have understood it.
So, starting from these two milestones,
superposition and entanglement,
Richard Feynman and David Deutsch,
portrayed in these pictures,
have proposed the creation
of a new type of computer
which is conceptually
very different than current ones.
How different would this computer be?
Current computers work
by processing the so-called bits,
a stream of 0 and 1 which ultimately
return final results via algorithms.

Italian: 
Per usare una metafora un po' romantica,
è come per gli innamorati:
anche loro sono in uno stato,
se vogliamo, entangled.
Queste proprietà
hanno fatto sì che Niels Bohr,
uno dei padri fondatori
della meccanica quantistica,
ha detto a proposito di questa teoria
- e come non dargli retta -:
"Chi non resta sbalordito
dalla meccanica quantistica
evidentemente non la capisce".
Dunque, a partire
da questi due capisaldi,
quindi, la sovrapposizione 
e l'entanglement,
Richard Feynmann e David Deutsch,
che vediamo in queste immagini,
hanno proposto la costruzione
di un nuovo tipo di computer,
concettualmente molto diverso
da quello attuale.
In cosa è diverso questo computer?
Il computer attuale funziona
avendo alla base
quello che si chiama il bit,
quindi una concatenazione
di 0 e 1 che danno alla fine,
attraverso gli algoritmi,
i risultati finali.

English: 
In quantum mechanics instead,
by using the superposition of states,
we can use 0 and 1 simultaneously.
This would clearly trigger
an exponential increase
in the computational power.
And consequently, much faster
and much more powerful computers.
Bit 0 --
(Piano music)
Let me show you
how the switch would feel like.
Bit 1 --
(Piano music)
The Qubit, instead --
(Piano music)

Italian: 
Nella meccanica quantistica, invece,
sfruttando proprio
la sovrapposizione degli stati,
possiamo adoperare 0 ed 1 simultaneamente.
Questo, ovviamente, ci dà l'avvio
a un aumento della potenza
di calcolo esponenziale,
quindi computer molto più veloci
e molto, molto più potenti.
Vediamo qual è il passaggio dal bit.
Bit 0.
Il Bit 1.
Il qubit, invece.

Italian: 
Fantastico, davvero.
Donne, sarebbe...
(Applausi)
Sarebbe veramente fantastico
se anche noi donne potessimo, talvolta,
essere in uno stato entangled,
e fare più cose contemporaneamente.
Però siamo oggetti troppo grandi,
miliardi di atomi insieme
che non mantengono lo stato
di sovrapposizione quantistica.
Dunque, se tutto è così meraviglioso,
dov'è questo computer quantistico?
Perché non ce l'abbiamo già?
Perché è molto difficile generare
stati in sovrapposizione,
e soprattutto mantenerli in vita.
È difficilissimo, ed è quello
che stiamo provando a fare.
Vediamo il nemico da combattere:
quella che vorremmo è
la sinfonia quantistica.

English: 
Really amazing.
Ladies, wouldn't it be...
(Applause)
It'd be so cool
if we ladies could sometimes
be in an entangled state
and do more things at once.
But we are too big:
billions of atoms together
who don't keep the state
of quantum superposition.
So, if it's a bowl of cherry,
where is this quantum computer?
Why don't we have it yet?
Because it is very hard
to generate superposition states,
and it's even harder to preserve it,
And that's what we are trying to do.
Let's look at the enemy.
The goal is a quantum symphony --
(Piano music)

Italian: 
Se invece c'è qualcosa
che disturba il pianista...
Per esempio, guarda il cellulare.
Cosa succede?
Perde la coerenza.
Il qubit scompare,
il sistema non funziona più.

English: 
But if something interrupts the pianist,
for example, he checks his phone.
What happens?
It loses coherence,
the qubit disappears,
the system doesn't work any longer.

Italian: 
Quindi la decoerenza distrugge,
è il nemico da combattere,
ed è facile che avvenga.
La decoerenza distrugge il qubit,
quindi il comportamento,
lo stato entangled,
lo stato di sovrapposizione quantistica
che volevamo sfruttare, non c'è più.
È scomparso, è andato via.
Ci sono tanti laboratori nel mondo
in cui si fanno dei lavori
proprio per riuscire
a mantenere il qubit,
a generarlo e mantenerlo in vita.
Anche noi, col gruppo che sto
- che ho il piacere e anche il dovere
di coordinare in un esperimento
ai laboratori del Gran Sasso
sotto la montagna,
in questo laboratorio meraviglioso
che unisce L'Aquila e Teramo -
stiamo provando,
su sistemi atomici e nucleari,
a lavorare sulla sovrapposizione
quantistica e a trovare dei limiti,
oppure delle condizioni che rendono
le tecnologie quantistiche future
più accessibili di quello
che non sono oggi.

English: 
So decoherence is our enemy,
and it often shows up.
It destroys the Qubit,
so the entangled state,
the entangled behavior,
the quantum superposition state
we wanted to work on is no more.
It's vanished, gone away.
Studies are made
in many labs around the world
to keep the qubit,
create it and keep it alive.
Even the group
I have the pleasure and duty
to coordinate in an experiment
in the laboratories of Gran Sasso,
under the mountain,
in this wonderful lab
connecting l'Aquila and Teramo,
we are trying, on atomic
and nuclear systems,
to work on quantum superposition
and to find limits
or conditions that will allow
future quantum technologies
to be more accessible than they are now.

Italian: 
Esistono già alcuni prototipi
di computer quantistici:
li vedete qui in queste immagini,
prototipi molto complicati,
molto grandi, come gli armadi.
Ma non dimentichiamoci che anche
i nostri computer di oggi
erano come gli armadi, tanti anni fa.
Quindi questo ci dà la speranza
che un domani le tecnologie quantistiche
ci permetteranno di avere
questo meraviglioso computer,
che... cosa farà?
Fra 20 anni, immaginiamo questo computer
che ci darà la crittografia
quantistica: sicurezza informatica.
I ladri di informazione, gli hacker,
avranno vita molto difficile,
in quanto appena si inseriscono
verranno intercettati,
perché distruggono
la coerenza quantistica.
Saranno utili per studiare
la chimica, i sistemi molecolari,
in biologia e in medicina;
e anche per studiare il cervello,
questa meravigliosa struttura
composta da miliardi
e miliardi di neuroni.

English: 
Some prototypes of quantum computer
are already in place,
you can see them in these images.
Sure, they're very complex,
the size of a wardrobe.
But let's not forget
that even our computers
were that bulky, many years ago.
This gives us hope
that tomorrow's quantum technologies
will allow us to make
this incredible computer.
What will it do then?
20 years from now, we think this computer
will give us quantum cryptography
and a real cyber security.
Information thieves, hackers,
will have a much harder time:
the moment they sniff the traffic,
they're detected,
because they destroy
the quantum coherence.
They will be useful to study chemistry,
molecular systems
in biology and in medicine;
and even to study the human brain,
this extraordinary structure
made of billions and billions of neurons.

Italian: 
Last but not least, saranno utili,
in un mondo globalizzato,
a lavorare con i big data.
Noi viviamo coi big data,
e i computer quantistici
ci aiuteranno a risolvere, analizzare
più velocemente questi big data.
Quindi, per finire, voglio solo dire
che le tecnologie quantistiche,
il passaggio attraverso
una sinfonia quantistica
dalla "bit" generation ...
..alla qubit generation...

English: 
Last but not least, in a globalized world
they'll do a much better job
at handling big data:
we live with big data
and quantum computers
will help us solve and analyze
more quickly these big data.
So, to wrap up, I just point out
that quantum technologies
and the passage through a quantum symphony
from the bit generation
(Piano music)
to the Qubit generation
(Piano music)

Italian: 
...cambieranno il nostro mondo.
It's amazing, it's challenging,
but it's also fun.
So let's do it.
Ringrazio...
(Applausi)
Ringrazio Venceslao Marinaro.
Grazie.
(Applausi).

English: 
will change our world.
It's amazing, it's challenging,
but it's also fun.
So let's do it.
Thanks to...
(Applause)
Many thanks to Venceslao Marinaro.
Thanks.
(Applause)
