In Breve
- Qual è il fattore chiave per la scalabilità del calcolo quantistico?
- Il compute-per-watt è il fattore chiave per la scalabilità del calcolo quantistico.
- Come influisce l'AI sui consumi energetici dei data center?
- L'AI potrebbe raddoppiare i consumi di energia e acqua dei data center entro il 2030.
- Quali sono le sfide attuali nello sviluppo dei processori quantistici?
- I processori a qubit superconduttori affrontano limitazioni pratiche legate al cablaggio e all'efficienza.
Il futuro della computazione quantistica si gioca su un fattore cruciale: l’efficienza energetica, misurata in termini di calcolo utile per watt consumato (compute-per-watt), piuttosto che sul semplice conteggio dei qubit. Questo aspetto assume un’importanza fondamentale in un contesto in cui il costo totale di possesso per gli operatori di calcolo è fortemente influenzato dalla svalutazione degli investimenti e dai consumi energetici.
Con la crescita esponenziale dell’intelligenza artificiale, le reti elettriche, i sistemi di raffreddamento e i data center sono già sotto pressione. Secondo stime recenti, entro il 2030, i consumi di energia e acqua dei data center potrebbero raddoppiare a causa dell’aumento della domanda di elaborazione dati.
Analizzando i processori a qubit superconduttori, una delle piattaforme più promettenti per il calcolo quantistico, si evidenziano alcune limitazioni pratiche. Attualmente, i chip sono rimasti fermi intorno ai 100 qubit per quasi un decennio, poiché oltre il 90% della loro superficie è occupato dal cablaggio di controllo e lettura, piuttosto che dai qubit stessi. Inoltre, la pratica di collegare in rete più piccoli processori introduce perdite e connessioni poco efficienti, aumentando il lavoro necessario per mantenere il sistema e riducendo così l’efficienza del compute-per-watt.
Dal punto di vista economico, è essenziale ridurre i costi attraverso curve di esperienza. Ogni raddoppio della produzione può portare a una diminuzione del costo unitario, come dimostrato nel settore dei pannelli solari, delle batterie e dei transistor. Attualmente, una macchina da 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 essere ridotto di almeno un fattore cento, un obiettivo che richiede produzione in volumi, parti standardizzate e progressi tecnologici significativi.
Per raggiungere queste economie, è necessaria un’architettura aperta e stratificata, con una specializzazione della filiera che comprenda processori, criogenia ed elettronica di controllo. Oggi esistono numerosi dimostratori, ma pochi attori stanno effettivamente costruendo una catena di fornitura robusta. La creazione di una produzione industriale e di componenti standard richiederà anni, se non decenni. Le scelte tecniche e industriali che verranno fatte nei prossimi anni determineranno se sarà possibile ottenere processori con un ordine di grandezza superiore in termini di compute-per-watt, rendendo così la computazione quantistica una tecnologia realmente utile su scala economica.
