La Computazione Quantistica: Oltre il Conteggio dei Qubit, il Futuro è nel Compute-per-Watt

Il futuro della computazione quantistica si gioca su un fattore cruciale: la quantità di calcolo utile per watt consumato, noto come compute-per-watt. Questo aspetto si rivela più determinante del semplice conteggio dei qubit, secondo recenti analisi nel settore. Con l’aumento della domanda di intelligenza artificiale (AI), le reti elettriche, i sistemi di raffreddamento e i data center stanno già subendo pressioni significative. Si prevede che entro il 2030, i consumi di energia e acqua dei data center raddoppieranno a causa dell’AI.

Nel contesto dei processori a qubit superconduttori, una delle piattaforme più promettenti per la computazione, lo sviluppo ha incontrato diversi ostacoli pratici. Attualmente, i chip sono rimasti bloccati attorno ai 100 qubit per quasi un decennio, poiché oltre il 90% della superficie è dedicato al cablaggio di controllo e lettura, piuttosto che ai qubit stessi. La pratica comune di collegare in rete più piccoli processori introduce perdite e connessioni inefficaci, compromettendo ulteriormente l’efficienza. Di conseguenza, il lavoro necessario per mantenere il sistema aumenta più rapidamente rispetto ai qubit aggiunti, portando a un incremento della potenza destinata al funzionamento piuttosto che al calcolo utile, con impatti negativi sul compute-per-watt.

Dal punto di vista economico, è fondamentale abbattere i costi attraverso le curve di esperienza. Ogni raddoppio della produzione ha il potenziale di ridurre ripetutamente il 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 diminuire di almeno un fattore cento. Questo obiettivo richiede una produzione in volumi, parti standardizzate e progressi composti, non limitandosi a dimostrazioni di laboratorio.

Per raggiungere queste economie, è necessaria un’architettura aperta e stratificata, con una specializzazione della filiera che comprenda processori, criogenia ed elettronica di controllo, insieme a una produzione industriale standardizzata. Attualmente, esistono numerosi dimostratori, ma pochi attori stanno costruendo una catena di fornitura efficace. La realizzazione di una produzione industriale e di parti standard richiederà anni o decenni. Le scelte tecniche e industriali dei prossimi anni saranno decisive per determinare se sarà possibile ottenere processori con ordini di grandezza superiori di compute-per-watt, rendendo così la computazione quantistica una tecnologia utile su scala economica.