Il Quantum Computing, o QC, prospetta una radicale trasformazione nel mondo industriale ma non solo, dal momento che potrà svolgere un ruolo chiave nel risolvere problemi legati al cambiamento climatico e apportare un cambio di passo nella cura di malattie come il cancro o nella gestione di possibili nuove pandemie. Secondo un whitepaper elaborato da Robo Global, è nel corso di una decina di anni che potremmo vedere la prima fase della commercializzazione su scala industriale delle tecnologie di quantistica computazionale.

Secondo McKinsey, il settore del quantum computing avrà un valore potenziale di circa 700 miliardi di dollari entro il 2035, e già oggi molti sono i progressi che vengono fatti nello sviluppo delle tecnologie correlate. Stiamo quindi entrando in un’era di sviluppo e investimenti massivi nell’infrastruttura quantistica, che richiederà nuovo hardware e nuovi software. Così come algoritmi quantistici di nuova specie, in quanto una volta che il quantum computing sarà realtà, e disponibile a costi accessibili, non si tratterà semplicemente di far funzionare più velocemente gli algoritmi che vengono sviluppati oggi, che non saranno più applicabili nel nuovo scenario tecnologico quantistico.

QC sfrutta le leggi della meccanica quantistica per attingere a livelli di elaborazione e di problem solving che oggi sono al di fuori della portata anche dei più potenti computer. Il quantum computing rivoluzionerà così la scienza computazionale tradizionale, così come la nostra comune comprensione sia del mondo digitale che dell’universo fisico. A beneficiare dello sviluppo nel quantum computing sarà innanzitutto l’intelligenza artificiale: il livello di adozione di progetti di AI oggi in molti casi è frenato dalla difficoltà e complessità di ottenere modelli di apprendimento in machine learning spesso su basi dati non strutturate. Il quantum computing porterà un drastica miglioramento nelle capacità di apprendimento automatico, portando a innovative applicazioni in ogni ambito e settore industriale.

Nel settore medicale, un simile potenziamento in chiave quantistica della AI consentirà di accelerare lo sviluppo e la progettazione di molecole complesse, offrendo potenza di calcolo tale da simulare gli effetti e le interazioni di nuovi farmaci. Cambiando così le regole del gioco nell’industria farmaceutica, rendendo più rapidi i tempi di scoperta di nuovi farmaci e di cure mirate, per la prevenzione di eventuali nuove pandemie o contribuendo a eliminare malattie croniche e trattare patologie tumorali. La quantistica computazionale sarà quindi fondamentale anche per lo sviluppo di tecnologie che possano rallentare o addirittura invertire il corso dei cambiamenti climatici. Ad esempio per sviluppare sistemi di storage energetico più efficienti o creare fertilizzanti che non arrechino danno alla salute e a basso impatto in termini di emissioni.

Ad oggi, molte delle sfide legate allo sviluppo della quantistica computazionale, e dei computer quantistici, sono legate alla necessità di realizzare un ecosistema e un’infrastruttura adeguati, che necessitano ovviamente di componenti non tradizionali con elevate capacità di elaborazione e costi che sono ancora proibitivi. L’industria è solo agli inizi del percorso nella costruzione dell’ecosistema necessario ad abilitare il QC, ma RoboGlobal afferma che molte grandi realtà incluse nel suo THNQ artificial intelligence index sono in prima linea nella corsa a realizzare centri di ricerca ed ecosistemi che possono preparare il terreno per la commercializzazione dei computer quantistici. Tra questi figurano certamente IBM, Google e Microsoft.

IBM è tra le aziende leader nella quantistica computazionale, e ad oggi ha già venduto più sistemi quantistici di ogni altra compagnia al mondo. Il Gruppo punta quindi a costruire un ecosistema quantistico nazionale e ad accelerare la propria R&D su scala nazionale e globale. La compagnia prevede di disporre di una capacità computazionale da 1000+ qubit nel 2023, che rappresenta il livello di elaborazione necessario per entrare nella scala quantistica. Nei prossimi anni, IBM prevede quindi di lanciare quattro nuovi processori quantistici e super-computer quantum-centrici.

Google è un player altrettanto di punta nella quantistica computazionale, disponendo a Santa Barbara di un campus dedicato chiamato Quantum AI, che ospita il suo data center, un centro per la produzione di chip e strutture di ricerca. L’azienda ha già realizzato due processori quantistici negli ultimi anni, incluso il processore quantistico Sycamore, che nel 2019 ha completato in soli 200 secondi un calcolo che ad un computer tradizionale avrebbe richiesto 10.000 anni. L’azienda è quindi al lavoro per costruire il primo transistor quantistico al mondo.

Microsoft ha invece annunciato a inizio del 2022 di aver sviluppato qubit topologici come parte dell’ambizioso programma di sviluppare in proprio un QC scalabile per i clienti Azure. Facendo sapere all’industria di avere messo in campo tutta la propria esperienza di ricerca e investimenti per costruire una solida strategia nel mondo della quantistica computazionale.

Infine, forti investimenti sono in corso nel settore dei semiconduttori avanzati, essenziali per la realizzazione di componenti innovativi che saranno necessari allo sviluppo di sistemi quantistici. Con nomi come ASML, impegnata nella costruzione di metodi di litografia di prossima generazione, ai fornitori di microchip come AMD e Nvidia, hardware companies che saranno essenziali abilitatori per fare del quantum computing una concreta realtà.

Fonte immagini: ROBO Global