Gianmichele Blasi: un’AI più equa e sostenibile, dalla fisica delle reti termodinamiche

Ogni nuova generazione di modelli di intelligenza artificiale chiede più energia, processori più potenti e centri dati più grandi, e i costi salgono insieme alle prestazioni. Finora l'efficienza è stata cercata soprattutto migliorando algoritmi e componenti già esistenti. Meno battuta è la strada che parte dalle leggi fisiche dell'elaborazione dell'informazione, per capire quanta energia serva davvero. È su questa strada che lavora Gianmichele Blasi, fisico lucano, ricercatore all'Istituto di Fisica Interdisciplinare e Sistemi Complessi (IFISC) dell'Università delle Isole Baleari, a Palma di Maiorca.

Per Blasi ogni calcolo avviene in un oggetto fisico che trasporta carica elettrica, scambia energia e produce calore. Il consumo, sostiene, dovrebbe quindi guidare la progettazione fin dall'inizio, invece di essere misurato a cose fatte. C'è anche una questione di accesso: quando una tecnologia resta molto costosa, dice, solo chi può permettersela decide chi può usarla, mentre una piattaforma più efficiente potrebbe servire tanto i centri di ricerca quanto i singoli cittadini.

Questa visione gli è valsa il Premio Alumni Camplus 2026, assegnato dalla rete di collegi universitari di merito ai suoi ex studenti e dedicato quest'anno all'intelligenza artificiale per l'innovazione sociale. Il progetto premiato aveva già ottenuto il Seal of Excellence Marie Skłodowska-Curie, con cui la Commissione Europea certifica l'eccellenza delle proposte di ricerca.

Al centro del lavoro ci sono le thermodynamic networks, strutture materiali che elaborano informazioni sfruttando direttamente il flusso di carica e di energia. Sono fatte di piccoli contatti metallici, i terminali, collegati da canali in cui scorrono particelle, energia e calore. Il dato in ingresso si imposta fissando tensione o temperatura; la rete si assesta da sola fino a un equilibrio e la risposta si legge sugli altri terminali. Nessuna istruzione esterna: è la fisica del sistema a produrre il risultato. L'ispirazione viene dal cervello umano, rumoroso e dispersivo ma di un'efficienza che i computer tradizionali non eguagliano. Non si tratta di imitarne la biologia, ma di ricavarne una lezione: anche la materia può calcolare attraverso il modo in cui si assesta, fluttua e scambia energia.

Il risultato principale riguarda la condizione che lo permette. Secondo Blasi basta una proprietà, la conduttanza differenziale negativa, perché queste reti approssimino con la precisione voluta qualsiasi funzione, diventando in linea di principio calcolatori universali. Significa che, oltre una certa soglia, la corrente può diminuire invece di aumentare al crescere della tensione. Un esempio è la porta logica XOR, che dà 1 se i due ingressi sono diversi e 0 se sono uguali, relazione che nessun sistema lineare riproduce. Le reti sono state messe alla prova anche sul riconoscimento di cifre scritte a mano, compito classico dell'apprendimento automatico.

Il passo successivo è stabilire il consumo minimo di energia per far funzionare la rete. Per ogni operazione verranno misurati calore disperso e fluttuazioni, da valutare insieme alla precisione. Conoscere quel minimo, spiega Blasi, permetterebbe di progettare piattaforme reali che spendono meno mantenendo alte le prestazioni, a partire dall'IA. Le reti rientrano in un programma più ampio sui sistemi quantistici aperti. A Palma, dove è arrivato da un anno, Blasi lavora anche sulle relazioni di incertezza termodinamiche, una sorta di principio di indeterminazione applicato alle correnti di carica e di calore. Con colleghi in Svizzera e in Austria ha sviluppato un brevetto che sfrutta il principio di esclusione di Pauli per migliorare la precisione degli orologi quantistici. Il legame con il calcolo quantistico resta indiretto: le reti eseguono una computazione classica, ma in futuro potrebbero ricevere particelle correlate dall'entanglement, e verificare se questo migliori le prestazioni sarebbe, dice, molto interessante.

Il percorso parte da Paterno, in provincia di Potenza. Blasi scelse il Politecnico di Torino anche grazie al TG Leonardo, il telegiornale scientifico Rai che la madre seguiva e che citava spesso l'ateneo. Dopo la triennale in ingegneria fisica ha vissuto circa tre anni e mezzo come borsista al collegio Camplus Lingotto, tra aperitivi scientifici e visite ai Laboratori del Gran Sasso e a Ginevra. Poi la magistrale in Fisica dei sistemi complessi tra Politecnico, SISSA di Trieste e università francesi, una seconda in nanotecnologie all'ETH di Zurigo, quattro anni di dottorato alla Scuola Normale di Pisa e un postdoc a Ginevra. A Palma è arrivato da una collaborazione nata a Ginevra.

La prossima tappa, nelle sue intenzioni, dovrebbe riportarlo in Italia, in un centro di termodinamica e meccanica quantistica, in un contesto più focalizzato di quello dell'IFISC. Ma avverte: formare ricercatori ad altissimo livello, spingerli all'estero e poi rendere difficile il rientro è uno spreco. Per chi vuole tornare, ottenere una posizione permanente è sempre più complicato.