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Ecco come Amazon lavora sul computer quantistico

Amazon Computer Quantistico

Dopo Google e Ibm, Amazon Web Services sta entrando nella corsa ai computer quantistici

Dopo Google, Ibm e Microsoft, anche Amazon Web Services, divisione cloud del colosso dell’e-commerce Amazon, sta sviluppando il proprio computer quantistico.

Lo ha riferito lunedì Handelsblatt. “Abbiamo un progetto interno per costruire il nostro computer quantistico e svilupparne software e algoritmi”, ha dichiarato Oscar Pinter, che dirige i team di hardware quantistico presso Amazon Web Services (Was).

A differenza del computer “ordinario”, un computer quantistico non memorizza informazioni sotto forma di bit, che possono assumere solo due stati, ovvero 0 e 1. Si avvale invece di bit quantistici, o qubit in breve, particelle subatomiche che possono esprimere una moltitudine di diversi stati. A differenza dei bit convenzionali, che assumono solo il valore 0 o 1, un qubit può incorporare qualsiasi combinazione dei suoi due stati.

Google e Ibm sono considerati pionieri nel mondo dei computer quantistici. Insieme alla Fraunhofer-Gesellschaft, Ibm gestisce il più grande computer quantistico europeo, Q System One, che si trova a Ehningen vicino a Stoccarda. Ma il colosso del motore di ricerca ha fatto notizia nel 2019 con la prova della cosiddetta Quantum Supremacy.

Ma la Cina ha battuto il record del colosso americano nel 2020. I ricercatori dell’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina hanno annunciato che il loro processore quantistico ha impiegato 200 secondi per raggiungere un compito che avrebbe richiesto 600 milioni di anni per essere completato con dispositivi classici.

Tuttavia, “i computer quantistici sono ancora lontani dall’essere completamente funzionanti: le macchine, che sembrano un gigantesco lampadario dorato con innumerevoli fili pendenti, reagiscono in modo estremamente sensibile alle influenze esterne. Hanno bisogno di una temperatura prossima allo zero assoluto di circa 273 gradi meno e di un ambiente privo di vibrazioni” sottolinea il quotidiano economico tedesco.

Inoltre, siamo lontani dal dire che uno di quei computer quantistici è in grado di superare qualsiasi computer classico in qualsiasi compito. In entrambi i casi, i dispositivi sono stati programmati per eseguire problemi molto specifici, con poca utilità oltre a dimostrare che potevano calcolare il compito più velocemente rispetto ai sistemi classici.

I PROGRESSI DI AMAZON WEB SERVICES CON IL COMPUTER QUANTISTICO

Nell’intervista a Handelsblatt, Painter ha affermato che Amazon considera l’attuale elaborazione quantistica sufficientemente avanzata per entrare nel mercato.

“In Aws, di solito non ci concentriamo su problemi lontani nel futuro. Facciamo le cose che i nostri clienti vogliono che facciamo”, afferma Richard Moulds, amministratore delegato di Amazon Braket.

Con Braket, Aws vende i servizi di calcolo quantistico di partner che dispongono già di un proprio hardware, come la start-up canadese D-Wave o Rigetti Computing della Silicon Valley, tramite il cloud dal 2019.

Finora Aws non ha fornito quindi la propria potenza di calcolo. L’ampia base di clienti e la potenza di distribuzione hanno finora aiutato Aws ad essere presente sul campo anche senza un proprio computer quantistico.

“Tuttavia, stiamo ora raggiungendo una fase in cui il numero di qubit con cui possiamo lavorare sta diventando interessante. È ancora inferiore a 100, ma date le leggi della meccanica quantistica, è già una macchina molto potente” ha aggiunto Moulds.

A tal fine, la società ha fondato il Center for Quantum Computing all’interno di Aws, che il fisico canadese Oskar Painter dirige nel campus del California Institute of Technology (Caltech).

IL MERCATO CHIAMA E AMAZON RISPONDE

Mentre Google, Ibm e un certo numero di start-up hanno fatto ricerche per anni su computer estremamente veloci, la filiale cloud di Amazon si era trattenuta fino ad ora. La tecnologia futuristica sembrava troppo lontana da un’applicazione realistica.
Ma un grande mercato chiama. In un recente studio, la società di consulenza gestionale BCG calcola che i computer quantistici completamente funzionanti possono rilasciare fino a 850 miliardi di dollari di valore aggiunto, anche se il pieno effetto non si verificherà prima del 2040. Dal 2040, il volume di mercato dei fornitori di computer quantistici salirà fino a 170 miliardi di dollari.
Secondo BCG, l’ottimizzazione delle reti logistiche attraverso l’identificazione dei percorsi migliori può portare a guadagnare fino a 100 miliardi di dollari; il miglioramento della ricerca sui farmaci modellando le interazioni molecolari in modo più completo a 80 miliardi di dollari e l’ottimizzazione dei portafogli di investimento nel settore finanziario a 50 miliardi di dollari.

A BENEFICIO DEL CLOUD

A lungo termine, Amazon vuole sfruttare la propria capacità di calcolo quantistico all’interno del cloud.

“È un mercato ancora pionieristico, c’è una proliferazione di startup e investimenti — ha dichiarato al Corriere Simone Severini, direttore del Quantum computing di Amazon Web Services e professore di Fisica dell’informazione all’University College di Londra —. L’importante ora p rendere facile l’accesso a questa nuova tecnologia per scoprire le migliori applicazioni”.

A CHE PUNTO SONO GOOGLE E IBM

Ma il colosso dell’e-commerce fondato da Jeff Bezos sta iniziando a costruire il proprio hardware molto tempo dopo le altre società tecnologiche.

Google lavora sui computer quantistici dal 2006 e punta a un computer quantistico commerciale nel 2029.

Nel 2019, la società di Mountain View ha affermato di aver raggiunto la cosiddetta supremazia quantistica perché il suo computer, chiamato “processore Sycamore” con 53 qubit, ha eseguito in pochi minuti un calcolo che avrebbe impiegato diecimila anni al supercomputer convenzionale più veloce digitale. Il riferimento è al supercomputer di Ibm. Quest’ultima, tuttavia, ha contestato l’affermazione di Google.

Ibm offre ai clienti cloud l’accesso al suo computer quantistico “Q System One” da 20 qubit dal 2019. A giugno, Ibm ha anche introdotto il suo primo computer quantistico commerciale con 25 qubit in Europa e sta lavorando a Quantum Condor, computer quantistico da mille Qubit annunciato per il 2023.

A Handelsblatt Moulds ha ribadito che non vede alcun problema nel fatto che Amazon stia iniziando solo ora a costruire il proprio computer quantistico. “Questo settore è ancora nella fase di ricerca, nemmeno nella fase di progettazione e costruzione”, ha affermato il dirigente di Amazon. “Alcuni hanno detto che la corsa per il business dei computer quantistici è una maratona, non uno sprint. “Non credo nemmeno che la gara sia ancora iniziata.”

LA CORSA TRA USA E CINA… E L’UE?

Negli ultimi due anni, la corsa alla tecnologia quantistica è stata tra Cina e Stati Uniti.

Nel dicembre 2020, un gruppo guidato da Jian-Wei Pan presso l’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina a Hefei ha risposto alla dichiarazione di Google con un risultato più impressionante, utilizzando fasci di luce laser per inchiodare un calcolo che sarebbe stato chiaramente impossibile con i microchip tradizionali2.

Tuttavia, senza un conteggio di qubit più elevato e una migliore correzione degli errori, dimostrare la supremazia quantistica per problemi utili è un obiettivo lontano.

Come aveva riassunto il Corriere, “la Ue ha stanziato un miliardo di euro per la Quantum Technologies Flagship promosso dal fisico italiano Tommaso Calarco, iniziativa che finanzia 23 progetti. Ma per investimenti l’Occidente non eguaglia la Cina, che per il National Quantum Lab ha speso già dieci miliardi di dollari”.

Nel 2019 gli Stati Uniti hanno stanziato 625 miliardi di dollari per la Us National Quantum Initiative.

ANCHE L’ITALIA NELLA CORSA

Secondo Francesco Cataliotti, fisico dell’Università di Firenze e direttore dell’Istituto Nazionale di Ottica al Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr), la corsa resta comunque molto aperta.

“Siamo ancora molto lontani dall’avere un computer quantistico universale” ha sottolineato a Nature Cataliotti, “e l’Italia può ancora giocare un ruolo, se c’è la volontà politica”.

Come ricordato Nature, “il governo italiano ha infatti segnalato di voler fare delle tecnologie quantistiche una priorità di ricerca nei prossimi anni.

Il Programma Nazionale delle Ricerche (PNR) 2021 – 2027, documento del ministero della ricerca che Cataliotti ha contribuito alla stesura, afferma che queste tecnologie “hanno un’alta priorità di investimento” e sono citate come “innovazioni strategiche chiave” nel Pnrr.

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