In Breve
- Qual è il fattore chiave per la scalabilità della computazione quantistica?
- La scalabilità dipende principalmente dal compute-per-watt piuttosto che dal numero di qubit.
- Quali sono le sfide economiche della computazione quantistica?
- I costi devono essere ridotti significativamente per rendere la tecnologia economicamente praticabile.
- Perché i processori a qubit superconduttori sono limitati?
- Lo sviluppo è bloccato da vincoli pratici, come l'occupazione della superficie da parte del cablaggio di controllo.
La computazione quantistica rappresenta una frontiera tecnologica promettente, ma il suo sviluppo commerciale sembra dipendere più dalla quantità di calcolo utile per watt consumato (compute-per-watt) che dal semplice conteggio dei qubit. In un contesto in cui i costi operativi per gli operatori di calcolo sono dominati dalla svalutazione degli investimenti e dall’uso di energia, è fondamentale comprendere come questi fattori influenzino la crescita del settore.
Negli ultimi anni, la crescita dell’intelligenza artificiale ha messo a dura prova le reti elettriche, i sistemi di raffreddamento e i data center. Secondo le stime, entro il 2030, i consumi di energia e acqua dei data center potrebbero raddoppiare a causa dell’AI. Questo scenario pone un forte interrogativo sulla sostenibilità della computazione quantistica, soprattutto in relazione ai processori a qubit superconduttori, considerati tra le piattaforme più promettenti per il calcolo quantistico.
Attualmente, lo sviluppo di questi processori è ostacolato da vincoli pratici. I chip sono rimasti intorno ai 100 qubit per quasi un decennio, poiché oltre il 90% della superficie è occupata dal cablaggio di controllo e lettura, piuttosto che dai qubit stessi. La pratica comune di collegare in rete più piccoli processori introduce perdite e connessioni inefficienti, che compromettono ulteriormente l’efficienza. Di conseguenza, il lavoro necessario per mantenere il sistema cresce più rapidamente rispetto ai qubit aggiunti, aumentando la potenza destinata al funzionamento piuttosto che al calcolo utile, con effetti negativi sul compute-per-watt.
Dal punto di vista economico, è cruciale ridurre i costi attraverso curve di esperienza. Ogni raddoppio della produzione può abbassare il costo unitario, come dimostrato nei settori dei pannelli solari, delle batterie e dei transistor. Tuttavia, ai ritmi di prezzo 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 essere ridotto di almeno un fattore cento. Questo obiettivo richiede una produzione in volumi, parti standardizzate e progressi significativi, non solo dimostrazioni di laboratorio.
Per raggiungere queste economie, è necessaria un’architettura aperta e stratificata, con specializzazione della filiera, che comprenda processori, criogenia ed elettronica di controllo, accompagnata da una produzione industriale standardizzata. Attualmente, esistono molti dimostratori, ma pochi attori stanno costruendo una catena di fornitura completa. La realizzazione di una produzione industriale e di parti standard richiederà anni, se non decenni. Le scelte tecniche e industriali fatte nei prossimi anni determineranno se sarà possibile ottenere processori con ordini di grandezza superiori di compute-per-watt e rendere così la computazione quantistica una tecnologia utile su scala economica.
