Quantum Programming & High Performance Computing

Quantum Computing e HPC stanno ridefinendo i limiti della scienza e dell’industria: diventa protagonista di questa rivoluzione.

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Contesto Scientifico e Industriale

Con l'avvento delle nuove tecnologie computazionali, come il calcolo quantistico e i sistemi ad alte prestazioni, ci troviamo di fronte a una rivoluzione che ridefinirà il modo in cui affrontiamo la complessità e la velocità di elaborazione dati in diversi settori. Il calcolo quantistico promette di risolvere problemi computazionalmente intrattabili per i computer classici, aprendo nuove frontiere in campi quali la simulazione di sistemi fisici complessi, la crittografia avanzata, e l’ottimizzazione. Allo stesso tempo, i sistemi di calcolo ad alte prestazioni (HPC) sono già una componente cruciale per la gestione di grandi quantità di dati e per il supporto di tecnologie all'avanguardia come l'intelligenza artificiale, la modellazione climatica, e le analisi genomiche. La capacità di combinare potenza computazionale estrema con l’innovazione quantistica rappresenta una svolta decisiva per l’industria, la ricerca scientifica, e l’economia globale. Formare professionisti capaci di progettare, ottimizzare e implementare tali tecnologie è quindi una priorità per mantenere un vantaggio competitivo e per accelerare lo sviluppo di soluzioni tecnologiche di prossima generazione.

Obiettivi Formativi

Il percorso formativo ha l’obiettivo di preparare figure professionali altamente specializzate in tecnologie avanzate di calcolo, con un focus specifico su sistemi quantistici e di calcolo ad alte prestazioni. Gli studenti acquisiranno una solida comprensione dei principi alla base della computazione quantistica, così come delle tecniche necessarie per sfruttare al massimo le risorse di calcolo ad alta performance, sviluppando competenze che spaziano dalla programmazione parallela all’ottimizzazione di algoritmi su architetture complesse. Il corso fornirà gli strumenti per risolvere problemi computazionali avanzati, integrando metodologie classiche e innovative, con particolare attenzione all’uso pratico di linguaggi e piattaforme per la simulazione quantistica e la gestione di applicazioni intensive. Al termine del percorso, gli studenti saranno pronti a progettare soluzioni efficaci in contesti come la simulazione scientifica, la sicurezza dei dati, l'analisi dei big data, e le applicazioni industriali, giocando un ruolo cruciale nella transizione verso una nuova era del calcolo e dell’innovazione tecnologica.

Sbocchi Occupazionali

I laureati di questo curriculum saranno pronti per ruoli strategici come Quantum Software Engineer, HPC Specialist, Computational Scientist e AI Researcher, trovando opportunità in laboratori di ricerca, aziende tecnologiche, istituzioni governative e startup deep-tech. Le competenze acquisite saranno fondamentali in settori come la simulazione molecolare, la crittografia quantistica, l’ottimizzazione e l’intelligenza artificiale su larga scala.

Accesso a Risorse di Eccellenza

Gli studenti avranno accesso a infrastrutture di calcolo avanzate, essenziali per la ricerca scientifica e l’industria. Potranno sfruttare il sistema Pleiadi dell’INAF, una piattaforma HPC ottimizzata per simulazioni numeriche, intelligenza artificiale e calcolo parallelo su larga scala, oltre ad accedere alle macchine quantistiche IBM per sperimentare tecnologie di frontiera.

Dettaglio del Piano di Studi