In Breve
- Qual è il principale fattore di scalabilità nella computazione quantistica?
- La scalabilità dipende più dal calcolo utile per watt consumato che dal numero di qubit.
- Quali sono le sfide economiche della computazione quantistica?
- Il costo per qubit deve ridursi di almeno un fattore cento per diventare economicamente praticabile.
- Cosa serve per migliorare l'efficienza dei processori quantistici?
- È necessaria un'architettura aperta e stratificata con produzione industriale standardizzata.
La computazione quantistica rappresenta una delle frontiere più avanzate della tecnologia moderna, ma il suo sviluppo commerciale potrebbe dipendere più dalla quantità di calcolo utile per watt consumato (compute-per-watt) che dal semplice conteggio dei qubit. Questa nuova prospettiva è cruciale per comprendere le sfide economiche e tecniche che devono essere affrontate per rendere questa tecnologia realmente praticabile.
Il costo totale di possesso per gli operatori di calcolo è fortemente influenzato dalla svalutazione degli investimenti e dall’uso di energia. Con l’aumento della domanda di intelligenza artificiale (AI), le reti elettriche, i sistemi di raffreddamento e i data center sono già sotto pressione. Si prevede che entro il 2030, i consumi di energia e acqua dei data center raddoppieranno a causa dell’AI.
Per quanto riguarda i processori a qubit superconduttori, che rappresentano una delle piattaforme più promettenti per il calcolo quantistico, lo sviluppo è attualmente ostacolato da vincoli pratici. I chip sono rimasti stagnanti attorno ai 100 qubit per quasi un decennio, poiché oltre il 90% della superficie è occupata dal cablaggio di controllo e lettura, piuttosto che dai qubit stessi. Le soluzioni attuali, che prevedono di collegare in rete più piccoli processori, introducono perdite e connessioni poco efficienti, aumentando il lavoro necessario per mantenere il sistema e, di conseguenza, la potenza destinata al funzionamento piuttosto che al calcolo utile, con effetti negativi sul compute-per-watt.
Dal punto di vista economico, è fondamentale ridurre i costi attraverso curve di esperienza. Ogni raddoppio della produzione può abbassare il costo unitario, come dimostrato nel caso di pannelli solari, batterie e transistor. Attualmente, una macchina da un milione di qubit potrebbe costare tra 100 miliardi e un trilione di dollari. Per rendere la computazione quantistica economicamente sostenibile, il costo per qubit deve essere ridotto di almeno un fattore cento, un obiettivo che richiede produzione in volumi, parti standardizzate e progressi composti, e non solo dimostrazioni di laboratorio.
Per raggiungere queste economie è necessaria un’architettura aperta e stratificata, con specializzazione della filiera che includa processori, criogenia ed elettronica di controllo, oltre a una produzione industriale standardizzata. Attualmente, esistono molti dimostratori, ma pochi attori stanno costruendo una catena di fornitura efficace. La realizzazione di una produzione industriale e di parti standard richiederà anni o decenni. Le scelte tecniche e industriali dei prossimi anni saranno determinanti per ottenere processori con ordini di grandezza superiori di compute-per-watt, rendendo la computazione quantistica una tecnologia utile su scala economica.
