Quantum Ophthalmology: nuove prospettive in diagnostica e chirurgia

Dall’analisi delle immagini OCT alla chirurgia refrattiva, dalla ricerca farmacologica alla medicina personalizzata: il calcolo quantistico potrebbe rappresentare una delle prossime frontiere dell’innovazione oftalmologica. Le prime pubblicazioni scientifiche ne esplorano le potenzialità, mentre la ricerca italiana contribuisce al dibattito sullo sviluppo di queste tecnologie.

Una nuova frontiera tecnologica per la medicina

Dopo l’intelligenza artificiale, una nuova tecnologia si affaccia sul panorama della ricerca medica: il computer quantistico.

Basato sui principi della meccanica quantistica, questo sistema di elaborazione utilizza i cosiddetti qubit, unità di informazione che, a differenza dei bit tradizionali, possono sfruttare fenomeni come sovrapposizione ed entanglement.

Queste proprietà potrebbero consentire di affrontare particolari problemi computazionali estremamente complessi, soprattutto nell’ambito della simulazione molecolare, dell’ottimizzazione e dell’elaborazione avanzata dei dati.

Non si tratta semplicemente di costruire computer più veloci. Il vero cambiamento consiste nella possibilità di sviluppare nuovi metodi di calcolo per problemi che oggi richiedono risorse computazionali considerevoli.

Anche l’oftalmologia, disciplina caratterizzata da una continua evoluzione delle tecnologie diagnostiche e chirurgiche, potrebbe beneficiare di questa trasformazione.

Dalla ricerca italiana nuove prospettive

Nell’ottobre 2025, la startup italiana QuantHum Edge, con sede a Cisterna di Latina, è stata associata alla diffusione di risultati riguardanti un sistema di calcolo quantistico caratterizzato da tempi estremamente ridotti per operazioni a due qubit.

Le informazioni diffuse riportano operazioni nell’ordine dei tre nanosecondi e un’architettura progettata per l’elevata scalabilità.

Si tratta di dichiarazioni tecnologiche che richiedono una valutazione scientifica indipendente, soprattutto per quanto riguarda il numero di qubit effettivamente utilizzabili, la correzione degli errori e le prestazioni su problemi applicativi reali.

L’interesse della notizia, tuttavia, va oltre il singolo risultato: evidenzia come anche in Italia si stiano sviluppando iniziative nel settore del calcolo quantistico, un ambito che potrebbe acquisire crescente importanza nella ricerca biomedica.

OCT, retina e glaucoma: una nuova dimensione della diagnostica

Uno degli ambiti più interessanti per l’oftalmologia riguarda l’elaborazione delle immagini diagnostiche.

L’evoluzione dell’OCT, dell’OCT-A e delle tecnologie di imaging retinico ha reso disponibili quantità sempre maggiori di informazioni sulla struttura e sulla funzionalità dei tessuti oculari.

L’integrazione di questi dati con informazioni cliniche, genetiche e funzionali rappresenta una delle sfide più importanti della diagnostica moderna.

In futuro, algoritmi quantistici o ibridi, nei quali il calcolo tradizionale viene affiancato da componenti quantistiche, potrebbero contribuire all’identificazione di correlazioni particolarmente complesse.

Le possibili applicazioni comprendono lo studio della progressione del glaucoma, la valutazione delle alterazioni retiniche associate al diabete, l’analisi della degenerazione maculare legata all’età e l’identificazione precoce di modificazioni strutturali ancora difficilmente interpretabili.

L’obiettivo sarebbe sviluppare strumenti capaci non soltanto di riconoscere una patologia, ma anche di contribuire a prevederne l’evoluzione e la risposta ai trattamenti.

Queste prospettive rimangono sperimentali: non è ancora dimostrato che gli algoritmi quantistici offrano vantaggi clinicamente significativi rispetto ai migliori sistemi di intelligenza artificiale convenzionale.

Chirurgia refrattiva: verso una personalizzazione ancora più avanzata

La chirurgia refrattiva rappresenta un altro possibile campo di applicazione.

Procedure come PRK, LASIK e SMILE richiedono un’accurata valutazione delle caratteristiche anatomiche, ottiche e biomeccaniche della cornea.

Topografia, tomografia, pachimetria, aberrometria e parametri biomeccanici contribuiscono già oggi alla pianificazione chirurgica.

L’eventuale disponibilità di nuove capacità computazionali potrebbe favorire lo sviluppo di modelli più articolati, capaci di simulare la risposta individuale dei tessuti ai trattamenti.

In prospettiva, questi sistemi potrebbero essere utilizzati per valutare differenti strategie di ablazione, studiare le modificazioni biomeccaniche postoperatorie e affinare la previsione degli esiti refrattivi.

Un’evoluzione analoga potrebbe interessare la chirurgia della cataratta, con modelli predittivi dedicati al calcolo delle lenti intraoculari e alla valutazione del risultato refrattivo.

Non esistono tuttavia, allo stato attuale, evidenze sufficienti per attribuire al computer quantistico una superiorità nella pianificazione degli interventi oftalmici.

Farmacologia oftalmica: una delle prospettive più promettenti

Se la diagnostica e la chirurgia rappresentano applicazioni ancora da approfondire, la simulazione molecolare costituisce uno dei principali ambiti teorici di interesse del calcolo quantistico.

La ricerca di nuovi farmaci richiede infatti lo studio delle interazioni tra molecole, recettori, proteine e strutture biologiche.

La possibilità di descrivere con maggiore accuratezza determinati sistemi molecolari potrebbe contribuire, nel lungo periodo, all’identificazione di nuovi candidati terapeutici.

In oftalmologia le aree di interesse sono numerose: malattie della superficie oculare, processi infiammatori corneali, patologie retiniche, neuroprotezione e nuove strategie terapeutiche per il glaucoma.

Anche lo sviluppo di formulazioni oftalmiche innovative potrebbe beneficiare indirettamente di strumenti computazionali più avanzati, attraverso una migliore comprensione delle proprietà delle molecole e delle loro interazioni.

Resta fondamentale distinguere la simulazione molecolare dalla dimostrazione dell’efficacia clinica: nessun modello computazionale può sostituire gli studi preclinici e clinici necessari a verificare sicurezza ed efficacia di un trattamento.

La letteratura scientifica ha già iniziato a occuparsi di Quantum Ophthalmology

L’interesse non è esclusivamente teorico.

Nel giugno 2024 la rivista scientifica Eye, pubblicata dal gruppo Nature, ha ospitato il contributo “Quantum machine learning in ophthalmology”, firmato da Mouayad Masalkhi, Joshua Ong, Ethan Waisberg e Andrew G. Lee.

La pubblicazione affronta le prospettive dell’apprendimento automatico quantistico nell’ambito oftalmologico, aprendo una riflessione sull’impiego di questi strumenti nell’analisi dei dati e delle immagini oculari.

Un elemento importante, perché dimostra che il tema ha già trovato spazio nella letteratura scientifica specialistica.

Occorre comunque mantenere una valutazione rigorosa dei risultati.

Una revisione sistematica pubblicata nel maggio 2025 su npj Digital Medicine, che ha esaminato la letteratura sul quantum machine learning in sanità, non ha individuato prove coerenti di un vantaggio rispetto agli algoritmi tradizionali.

La tecnologia, dunque, presenta prospettive scientifiche interessanti, ma il suo reale valore clinico dovrà essere dimostrato attraverso studi comparativi metodologicamente solidi.

Il futuro: un modello digitale personalizzato dell’occhio?

Tra le prospettive più affascinanti figura lo sviluppo di modelli digitali personalizzati dell’occhio umano.

L’integrazione di informazioni anatomiche, biomeccaniche, funzionali e molecolari potrebbe consentire la realizzazione di simulazioni sempre più accurate delle condizioni oculari del singolo paziente.

In uno scenario futuro, il chirurgo potrebbe valutare virtualmente differenti strategie operatorie, mentre il clinico potrebbe confrontare possibili percorsi terapeutici sulla base delle caratteristiche individuali.

Questi modelli, spesso definiti digital twin, sono già oggetto di ricerca in medicina attraverso strumenti di simulazione e intelligenza artificiale tradizionale.

Il contributo specifico del calcolo quantistico, qualora emergesse, potrebbe riguardare alcune componenti computazionali particolarmente impegnative.

Non è però ancora possibile stabilire se, quando e in quali applicazioni questa tecnologia offrirà un vantaggio effettivo.

Una nuova opportunità per la ricerca oftalmologica italiana

La crescita delle tecnologie quantistiche apre una riflessione anche per università, istituti di ricerca, centri clinici e industria oftalmica.

La collaborazione tra fisici, ingegneri informatici, specialisti dell’imaging, ricercatori farmaceutici e oftalmologi potrebbe favorire la nascita di progetti interdisciplinari.

Un primo campo di sperimentazione potrebbe essere rappresentato dall’analisi di dataset OCT e OCT-A, confrontando le prestazioni di algoritmi convenzionali, sistemi di intelligenza artificiale e approcci quantistici.

Un secondo ambito potrebbe riguardare la simulazione di processi molecolari coinvolti nelle patologie oculari.

L’obiettivo non dovrebbe essere introdurre una nuova tecnologia soltanto per il suo carattere innovativo, ma verificarne il contributo in termini di accuratezza, affidabilità, efficienza e utilità clinica.

Dall’intelligenza artificiale alla medicina quantistica: una trasformazione da seguire

L’oftalmologia è stata storicamente tra le discipline mediche più ricettive nei confronti dell’innovazione tecnologica.

Dall’introduzione dei laser alla chirurgia mini-invasiva, dall’OCT all’ottica adattiva, fino alle più recenti applicazioni dell’intelligenza artificiale, l’evoluzione della specialità è stata strettamente legata alla capacità di integrare nuove conoscenze scientifiche nella pratica clinica.

Il calcolo quantistico potrebbe rappresentare un ulteriore capitolo di questo percorso.

Oggi non siamo ancora di fronte a una rivoluzione clinica compiuta, ma all’apertura di un nuovo settore di ricerca, nel quale le potenzialità tecnologiche dovranno confrontarsi con le esigenze concrete della medicina.

La vera sfida della Quantum Ophthalmology sarà trasformare una nuova capacità di calcolo in un beneficio misurabile per la diagnosi, la chirurgia e la cura delle malattie oculari.

Ed è proprio su questo terreno che la ricerca oftalmologica dei prossimi anni sarà chiamata a confrontarsi

Riferimenti scientifici

1. Masalkhi M., Ong J., Waisberg E., Lee A.G. Quantum machine learning in ophthalmology. Eye, 2024.

2. Gupta R.S. et al. A systematic review of quantum machine learning for digital health. npj Digital Medicine, 2025.

3. Nassir N. et al. Quantum computing and the implementation of precision medicine. npj Genomic Medicine, 2025.

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