In Breve
- Qual è l'importanza del compute-per-watt nella computazione quantistica?
- Il compute-per-watt è cruciale per determinare l'efficienza energetica e il costo totale di possesso nella computazione quantistica.
- Perché i processori a qubit superconduttori sono limitati?
- I processori a qubit superconduttori sono limitati a circa 100 qubit a causa della predominanza del cablaggio di controllo sulla superficie del chip.
- Quali sono le sfide economiche della computazione quantistica?
- Le sfide economiche includono l'abbattimento dei costi per qubit e la necessità di produzione in volumi per rendere la tecnologia praticabile.
La computazione quantistica rappresenta una frontiera innovativa nel mondo della tecnologia, 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. Questo aspetto è cruciale per gli operatori del settore, poiché il costo totale di possesso è largamente influenzato dalla svalutazione degli investimenti e dall’uso di energia.
Con la crescente diffusione dell’intelligenza artificiale (AI), le reti elettriche, i sistemi di raffreddamento e i data center stanno affrontando pressioni senza precedenti. Si stima che entro il 2030, l’AI raddoppierà i consumi di energia e acqua dei data center, rendendo ancor più urgente l’ottimizzazione della computazione quantistica.
Per quanto riguarda i processori a qubit superconduttori, una delle piattaforme più promettenti per il calcolo quantistico, lo sviluppo è ostacolato da vincoli pratici. Attualmente, i chip sono fermi a circa 100 qubit da quasi un decennio, poiché oltre il 90% della loro superficie è occupata dal cablaggio di controllo e lettura, piuttosto che dai qubit stessi. La soluzione comune di collegare in rete più piccoli processori introduce perdite e connessioni rade, peggiorando l’efficienza complessiva. Di conseguenza, il lavoro necessario per mantenere il sistema cresce più rapidamente rispetto all’aggiunta di nuovi qubit, aumentando la potenza destinata al funzionamento piuttosto che al calcolo utile, con ripercussioni negative sul compute-per-watt.
Dal punto di vista economico, è fondamentale ridurre i costi attraverso le curve di esperienza. Ogni raddoppio della produzione può abbassare il costo unitario, come dimostrato nel caso di pannelli solari, batterie e transistor. Tuttavia, ai ritmi attuali, una macchina da un milione di qubit potrebbe costare tra 100 miliardi e un trilione di dollari. Per rendere la computazione quantistica economicamente praticabile, il costo per qubit deve ridursi di almeno un fattore cento, un obiettivo che richiede produzione in volumi, parti standardizzate e progressi composti, non solo dimostrazioni di laboratorio.
Per raggiungere queste economie, è necessaria un’architettura aperta e stratificata, con una specializzazione della filiera che comprenda processori, criogenia ed elettronica di controllo, oltre a una produzione industriale standardizzata. Attualmente, esistono numerosi dimostratori, ma pochi attori stanno costruendo una catena di fornitura robusta. La realizzazione di una produzione industriale e di parti standard richiederà anni o decenni. Le scelte tecniche e industriali dei prossimi anni determineranno se sarà possibile ottenere processori con ordini di grandezza superiori di compute-per-watt, rendendo così la computazione quantistica una tecnologia utile su scala economica.
