In Breve
- Qual è l'importanza del compute-per-watt nel calcolo quantistico?
- Il compute-per-watt è cruciale per la scalabilità del calcolo quantistico, influenzando i costi e l'efficienza energetica.
- Quali sono le sfide attuali nella produzione di processori quantistici?
- Le sfide includono il costo elevato dei qubit e la necessità di un'architettura industriale standardizzata.
- Come potrebbe evolvere il mercato della computazione quantistica?
- Il mercato potrebbe evolvere con un abbattimento dei costi e un aumento della produzione, rendendo la tecnologia economicamente sostenibile.
Il futuro della computazione quantistica appare sempre più legato alla quantità di calcolo utile per watt consumato, noto come compute-per-watt, piuttosto che al semplice conteggio dei qubit. Questa nuova prospettiva emerge in un contesto in cui il costo totale di possesso per gli operatori di calcolo è fortemente influenzato dalla svalutazione degli investimenti e dall’uso di energia. Con l’espansione dell’intelligenza artificiale (AI), le reti elettriche e i data center sono già sotto pressione, e si prevede che entro il 2030 i consumi di energia e acqua dei data center raddoppieranno.
Un esempio significativo di questa dinamica si osserva nei processori a qubit superconduttori, considerati tra le piattaforme più promettenti per il calcolo quantistico. Tuttavia, lo sviluppo di tali processori è attualmente ostacolato da vincoli pratici: da quasi un decennio, i chip sono rimasti fermi intorno ai 100 qubit, poiché oltre il 90% della loro superficie è dedicato al cablaggio di controllo e lettura, piuttosto che ai qubit stessi. La pratica comune di interconnettere più piccoli processori introduce perdite e connessioni poco efficienti, aumentando il lavoro necessario per mantenere il sistema e riducendo l’efficienza del compute-per-watt.
Dal punto di vista economico, è fondamentale abbattere i costi attraverso le curve di esperienza. Ogni raddoppio della produzione può portare a una riduzione dei costi unitari, un fenomeno già osservato in settori come quello dei pannelli solari, delle batterie e dei 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 scendere di almeno un fattore cento, un obiettivo che richiede produzioni in volumi, parti standardizzate e progressi significativi, non solo dimostrazioni di laboratorio.
Per raggiungere queste economie, è necessaria un’architettura aperta e stratificata, che preveda una specializzazione della filiera, comprendente processori, criogenia ed elettronica di controllo, oltre a una produzione industriale standardizzata. Attualmente, esistono numerosi dimostratori, ma pochi attori sono impegnati nella costruzione di una catena di fornitura efficiente. La creazione di una produzione industriale e di componenti standard richiederà anni, se non decenni. Le scelte tecniche e industriali fatte nei prossimi anni saranno decisive per determinare se sarà possibile ottenere processori con un compute-per-watt significativamente superiore, rendendo la computazione quantistica una tecnologia praticabile su scala economica.
