Per la prima volta, un computer quantistico ha calcolato le configurazioni molecolari del FLiBe, il sale fuso a base di fluoro, litio e berillio che è il principale candidato a produrre trizio all’interno dei reattori a fusione. Il risultato è firmato da un team congiunto di IBM, Oak Ridge National Laboratory e Cleveland Clinic, e i dettagli del lavoro sono stati pubblicati su arXiv il 6 luglio 2026.
Il team ha calcolato nove configurazioni molecolari di grappoli di FLiBe, con e senza trizio, usando tecniche di quantum-centric supercomputing che combinano processori quantistici e computer classici. I risultati sono stati confrontati con i metodi classici di riferimento e le due soluzioni coincidono, con un errore medio assoluto di 0,3 kilocalorie per mole. Questo approccio ibrido ha permesso di determinare la struttura elettronica del materiale e di misurare quanto saldamente ogni configurazione lega il trizio a livello molecolare, rivelando proprietà che i soli metodi classici faticano a cogliere con la stessa precisione.
Il trizio è un isotopo dell’idrogeno estremamente raro in natura, ma necessario per alimentare la quasi totalità dei reattori a fusione oggi in fase di progetto. I futuri impianti dovranno produrlo autonomamente, facendo attraversare i neutroni emessi dal plasma attraverso una coperta di sale fuso che li circonda. Il FLiBe è uno dei materiali più studiati per questo scopo, ma ottimizzarne la composizione è tutt’altro che semplice: il sale opera in condizioni di irraggiamento neutronico intenso, temperature estreme e campi magnetici potenti, e la sua struttura chimica cambia continuamente. Fino a oggi, la ricerca su queste proprietà si basava su esperimenti costosi o su approssimazioni numeriche classiche che possono perdere accuratezza proprio dove il dettaglio quantistico conta di più.
Il lavoro si inserisce nella Genesis Mission del Dipartimento dell’Energia americano, che punta a integrare supercalcolo, intelligenza artificiale e quantum computing nei 17 laboratori nazionali statunitensi per affrontare sfide scientifiche strategiche. IBM partecipa come collaboratore industriale, portando le proprie architetture quantistiche a lavorare fianco a fianco con CPU, GPU e QPU. Lo stesso approccio computazionale era già stato applicato alla simulazione di proteine da oltre 12.000 atomi in collaborazione con la Cleveland Clinic: il trasferimento dalla biologia alla chimica dei materiali per la fusione dimostra la portata trasversale di questo metodo.
I ricercatori sono espliciti sui limiti attuali: il problema completo richiede di modellare una coperta di sale fusa dello spessore di circa un metro, con un numero di particelle dell’ordine di un trilione di trilioni. Quella scala resterà fuori dalla portata di qualsiasi approccio computazionale per molto tempo ancora. Ma la direzione è definita: aumentare progressivamente il numero di atomi simulati, affinando la capacità di prevedere il comportamento del FLiBe in condizioni reali di reattore. Ogni passo in questa direzione riduce la dipendenza dagli esperimenti fisici, che sono lenti e costosi, e avvicina la fusione a una filiera del combustibile concretamente percorribile.
