Thomas Joos, autore IT di Bad Wimpfen, e Matthias Reidans, Senior Project Manager di Rosenberger OSI , spiegano che i computer quantistici sono molto più vicini all’utilizzo pratico, e addirittura alcuni sono già in uso, di quanto pensiamo.
Quando si parla di informatica quantistica, molti pensano ancora ai sogni del futuro, agli istituti di ricerca e ai laboratori speciali. Luoghi dove i nuovi supercomputer vengono utilizzati in ambienti appositamente raffreddati a puro scopo di test. Ma i computer quantistici sono in realtà molto vicini all’utilizzo pratico e alcuni sono già in uso.
Come si stanno muovendo le aziende
I computer quantistici integrabili e distribuibili in modo affidabile come prodotti di serie sono previsti entro la fine del 2030; un simulatore di computer quantistici di livello industriale è già in uso ad Amburgo. A Monaco di Baviera è in funzione anche un primo data center per computer quantistici, che è in realtà un cluster di diversi sistemi. Le aziende possono prenotare il tempo di calcolo quantistico con la società IQM al prezzo attuale di 1.800 euro all’ora.
I computer quantistici al centro di enormi investimenti
L’utilizzo dei computer quantistici è quindi già oggi a portata di mano, grazie all’accesso tramite il “Q-Cloud”. Amazon, Google, IBM e Microsoft, leader nel settore del cloud, stanno investendo complessivamente decine di miliardi di euro e hanno già un numero significativo di sistemi in fase di test. Non appena questa tecnologia sarà ampiamente disponibile, il suo utilizzo si diffonderà rapidamente. Tuttavia si diffonderà anche tra i criminali informatici.
Le aziende dovrebbero già oggi prepararsi a questo scenario. Non tutte le aziende hanno bisogno di un proprio computer quantistico per trarne i vantaggi… È anche improbabile che ogni azienda debba acquistare un proprio computer quantistico. Probabilmente ci saranno modelli di utilizzo molto simili a quelli dell’IA.
La tecnologia dei “diamanti sintetici”
Matthias Reidans, Senior Project Manager di Rosenberger OSI Le medie imprese possono prenotare risorse nel cloud da grandi hoster ed esternalizzare calcoli complessi, come abbiamo detto che avviene all’IQM di Monaco. A condizione che la programmazione dei compiti sia stata preparata con una versione adattata ai quanti. Inoltre si stanno sviluppando anche computer quantistici, alcuni dei quali funzionano anche a temperatura ambiente. Ad esempio con la tecnologia dei “diamanti sintetici” (come Quantum Brilliance, AQT).
Questo li rende ancora più facili da usare. Gli ostacoli per il funzionamento dei computer quantistici possono essere minori di quanto ci si aspetti. Con questo metodo, i difetti in un reticolo di diamante sono utilizzati per implementare elementi che poi “mutano” in qubit. Ma anche i chip di processore basati sul silicio possono essere dotati di qubit. Quindi i computer quantistici mobili e facili da installare non sono impensabili, anzi esistono perfino già ordini.
L’esempio di BASF
Mentre le medie aziende in futuro potranno prenotare le risorse di computer quantistici dagli hoster, le aziende più grandi presumibilmente gestiranno i propri dispositivi. Aziende come BASF si affidano già a sistemi di calcolo ad alte prestazioni ai quali saranno collegati i computer quantistici. BASF gestisce il più grande cluster HPC dell’industria chimica in Europa. Questo dimostra quanto sia importante poter integrare i computer quantistici nei moderni data center esistenti.
L’utilizzo futuro della tecnologia quantistica
Naturalmente, questo è possibile solo se l’infrastruttura del data center è in grado di farlo. In futuro le aziende utilizzeranno la tecnologia quantistica in vari ambiti, non solo nei data center. I sensori quantistici, ad esempio, sono rilevanti per gli impianti industriali poiché molto più precisi e veloci dei sensori convenzionali. Ciò consente di implementare il monitoraggio e il controllo in tempo reale in modo più efficace rispetto a prima. La quantistica può quindi portare la tecnologia a un nuovo livello in molti settori, non solo nel calcolo dei compiti computazionali. Questa rivoluzionaria tecnologia dei sensori misura e valuta direttamente o indirettamente le proprietà gravitazionali, nucleari ed elettromagnetiche.
La combinazione di informatica quantistica e AI
I computer quantistici e l’intelligenza artificiale possono trarre vantaggio l’uno dall’altro in molti modi grazie ai rispettivi punti di forza. L’apprendimento automatico basato su grandi quantità di dati e algoritmi complessi può essere notevolmente accelerato da algoritmi adatti al sistema quantistico. Soprattutto nell’ottimizzazione e nell’addestramento dei modelli. L’AI, a sua volta, può essere utilizzata per migliorare lo sviluppo e l’implementazione di algoritmi quantistici riconoscendo modelli e suggerendo soluzioni ottimizzate. La combinazione di informatica quantistica e intelligenza artificiale consentirà progressi rivoluzionari in settori come la crittografia, la scienza dei materiali e l’industria.
Thomas Joos, autore IT di Bad Wimpfen
I computer quantistici, le energie rinnovabili e le reti elettriche: quali i vantaggi
Le energie rinnovabili e i fornitori di energia possono trarre notevoli vantaggi dall’uso di computer quantistici. In particolare nell’ottimizzazione di sistemi complessi e nel miglioramento dei modelli predittivi. I computer quantistici sono in grado di elaborare in parallelo e simultaneamente grandi quantità di dati in tempo reale. Come ad esempio le condizioni meteorologiche, la domanda di energia e il carico della rete. Facendo così previsioni precise per la produzione di energia da fonti eoliche, solari e altre fonti rinnovabili.
Obiettivo: integrazione più efficiente
Ciò consente un’integrazione più efficiente delle energie rinnovabili nelle reti elettriche esistenti e riduce al minimo le fluttuazioni causate dalla natura imprevedibile di queste fonti energetiche. Inoltre, gli algoritmi quantistici possono contribuire a ottimizzare la distribuzione e l’immagazzinamento dell’energia, identificando gli scenari ideali per l’utilizzo delle batterie di stoccaggio o per la distribuzione dell’energia in eccesso. I fornitori di energia beneficiano quindi di un approvvigionamento energetico più stabile ed efficiente, riducendo al contempo i costi e le emissioni di CO₂.
Tante luci e alcune ombre
Oltre alle opportunità, i computer quantistici espongono anche a pericoli che si presenteranno nei prossimi anni ma che sono già rilevanti oggi. Ad esempio lo standard attuale nelle tecnologie di crittografia per il traffico e l’archiviazione dei dati può essere compromesso con i computer quantistici in breve tempo. Se i criminali informatici utilizzano la potenza di calcolo dei computer quantistici insieme all’intelligenza artificiale, si crea un enorme potenziale di rischio per le organizzazioni. Perché? A differenza dei computer tradizionali, che memorizzano le informazioni in bit come 0 o 1, i computer quantistici lavorano con i cosiddetti qubit, che possono trovarsi in una sovrapposizione di più stati. Questa sovrapposizione consente di eseguire molte operazioni di calcolo contemporaneamente, aumentando in modo significativo l’efficienza in alcuni problemi complessi. Tale principio può essere utilizzato anche per attacchi di intensità brutale su pacchetti di dati criptati.
Le aziende dovrebbrero essere lungimiranti
Matthias Reidans In futuro ci sarà un gran numero di installazioni di computer quantistici. Le condizioni quadro tecniche ed economiche, oltre che organizzative, sono fattori essenziali per il funzionamento. Fattori che devono essere valutati attentamente. Pertanto, può già essere sensato tener conto di queste condizioni nel proprio data center nel modo più dettagliato e lungimirante possibile. Se le aziende stessero pianificando un’espansione, questo non dovrebbe ostacolare il possibile utilizzo dei computer quantistici. Le aziende specializzate in infrastrutture di data center che lavorano in parallelo su computer quantistici possono essere di aiuto in questo senso.
