In Breve
- Qual è l'importanza del compute-per-watt nella computazione quantistica?
- Il compute-per-watt è cruciale perché determina l'efficienza energetica dei processori quantistici, influenzando i costi operativi e la sostenibilità.
- 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.
- Qual è l'obiettivo economico per il calcolo quantistico?
- L'obiettivo è ridurre il costo per qubit di almeno un fattore cento per rendere la computazione quantistica economicamente praticabile.
Il futuro della computazione quantistica si gioca su un aspetto cruciale: l’efficienza energetica, espressa attraverso il calcolo utile per watt consumato (compute-per-watt), piuttosto che sul mero conteggio dei qubit. Con l’aumento della domanda di intelligenza artificiale (AI), le reti elettriche e i data center stanno già subendo una pressione significativa, e si prevede che entro il 2030 l’AI raddoppierà il consumo di energia e acqua nei data center.
Attualmente, i processori a qubit superconduttori, considerati tra le piattaforme più promettenti per il calcolo quantistico, si trovano ad affrontare vincoli pratici. Da quasi un decennio, i chip sono rimasti fermi attorno ai 100 qubit, principalmente a causa del fatto che oltre il 90% della loro superficie è occupata da cablaggi di controllo e lettura, piuttosto che dai qubit stessi. La soluzione di connettere in rete più piccoli processori introduce perdite e connessioni poco efficienti, aumentando il lavoro necessario per mantenere il sistema e, di conseguenza, il consumo energetico, a scapito del calcolo utile.
Dal punto di vista economico, ridurre i costi è essenziale. Le curve di esperienza mostrano che ogni raddoppio della produzione può abbassare il costo unitario, come è stato osservato in altri settori come quello dei pannelli solari e delle batterie. Attualmente, una macchina con 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 diminuire di almeno un fattore cento, un obiettivo che richiede una produzione in volumi, parti standardizzate e progressi significativi, non solo dimostrazioni di laboratorio.
Per raggiungere queste economie di scala, è fondamentale sviluppare un’architettura aperta e stratificata, con una specializzazione della filiera che includa processori, criogenia ed elettronica di controllo, accompagnata da 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, se non decenni. Le scelte tecniche e industriali fatte nei prossimi anni saranno decisive per ottenere processori con un compute-per-watt significativamente migliorato, rendendo la computazione quantistica una tecnologia utile su scala economica.
