La sfida della computazione quantistica: oltre il numero di qubit
In Breve
- Qual è l'importanza del compute-per-watt nella computazione quantistica?
- Il compute-per-watt è fondamentale per il successo commerciale della computazione quantistica, poiché determina l'efficienza energetica dei sistemi.
- Quali sono le sfide attuali nella produzione di qubit?
- Le sfide includono la stagnazione del numero di qubit a causa di limitazioni pratiche e costi elevati di produzione.
- Come può ridursi il costo per qubit?
- Il costo per qubit deve diminuire di almeno un fattore cento attraverso innovazioni nella produzione e standardizzazione.
Il futuro della computazione quantistica è sempre più legato all’efficienza energetica piuttosto che al semplice conteggio dei qubit. Secondo recenti analisi, la quantità di calcolo utile per watt consumato, nota come compute-per-watt, si rivela fondamentale per il successo commerciale di questa tecnologia emergente.
Con l’espansione dell’intelligenza artificiale (AI), le reti elettriche e i data center stanno affrontando una crescente pressione. Si prevede che entro il 2030, l’AI raddoppierà i consumi di energia e acqua nei data center, rendendo imperativo trovare soluzioni più sostenibili e efficienti.
Particolarmente nel caso dei processori a qubit superconduttori, una delle piattaforme più promettenti per il calcolo quantistico, lo sviluppo ha incontrato significative limitazioni pratiche. I chip, infatti, sono rimasti stagnanti attorno ai 100 qubit per quasi un decennio, poiché oltre il 90% della superficie è dedicata al cablaggio di controllo e lettura, piuttosto che ai qubit stessi. Questa situazione evidenzia le difficoltà nel migliorare l’efficienza del sistema, dove l’incremento del numero di qubit non si traduce necessariamente in un aumento della potenza di calcolo utile.
Un altro aspetto cruciale è l’abbattimento dei costi di produzione. Ogni raddoppio della produzione potrebbe ridurre il costo unitario, come già avvenuto in altri settori come quello dei pannelli solari e delle batterie. Tuttavia, attualmente, il costo di una macchina da un milione di qubit è stimato tra i 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 ambizioso che richiede innovazioni nella produzione e standardizzazione delle componenti.
Per raggiungere queste economie, è necessaria una nuova architettura aperta e stratificata, che preveda una specializzazione della filiera produttiva, comprendente processori, criogenia ed elettronica di controllo. Attualmente, esistono numerosi dimostratori, ma pochi attori stanno effettivamente costruendo una catena di fornitura robusta. La creazione di una produzione industriale e di parti standard richiederà anni, se non decenni, e le scelte tecniche fatte nei prossimi anni saranno determinanti per il futuro della computazione quantistica.
