Le Big Tech più influenti al mondo sono le società che stanno lavorando con maggiore rapidità ed efficenza al quantum computing, la tecnologia destinata a rivoluzionare l’industria del futuro insieme all’intelligenza artificiale. In Italia è attivo al Politecnico di Torino il Lagrange, uno dei pochi computer quantistici Iqm on demand, ospitato nel data center dell’ateneo. Nell’ambito d’impresa, invece, il calcolo quantistico si sta evolvendo velocemente dalla ricerca alla realtà commerciale.
L’impatto sarà dirompente, specie nei settori della finanza, della sicurezza, dell’energia, della medicina, della ricerca, della logistica e della comunicazione. Nel mondo della finanza, ad esempio, l’attenzione è focalizzata sulla quantum finance: la tecnologia quantistica potrebbe dare un vantaggio competitivo decisivo nella determinazione del rischio di credito, nell’ottimizzazione di portafogli e nella velocità di analisi. È su queste applicazioni che stanno puntando forte i colossi tecnologici, ma non solo.
In questo articolo:
- Cos’è il quantum computing e come funziona
- Le società al lavoro sui computer quantistici
- Le aziende specializzate e le small cap di settore
Cos’è il quantum computing e come funziona
Il quantum computing è una tecnologia innovativa che trasforma i principi della meccanica quantistica in dispositivi concreti e controllabili. Nello specifico, un computer quantistico è un nuovo tipo di computer miliardi di volte più performante e veloce dei più potenti computer attuali, capace di risolvere problemi di complessità esponenziale grazie a circuiti superconduttori. Questi chip particolari si comportano come atomi artificiali che imitano il comportamento quantistico degli atomi naturali. La loro combinazione costituisce i qubit (quantum bit), gli elementi fondamentali dei processori più avanzati.
È così che il quantum computing sfrutta le proprietà e le leggi della meccanica quantistica per le funzioni di computazione e memorizzazione, ottenendo una velocizzazione della capacità di calcolo che cresce con l’aumentare della potenza del dispositivo. I qubit non sono vincolati al sistema binario come i bit dell’informatica tradizionale: hanno la capacità di assumere due stati contemporaneamente e di connettersi tra loro in modalità invisibile, in un fenomeno noto come entanglement. Queste caratteristiche peculiari consentono ai computer quantistici di studiare fenomeni complessi, risolvere problemi di ottimizzazione ed effettuare operazioni come le ottimizzazioni speciali.
Le società al lavoro sui computer quantistici
All’avanguardia nello sviluppo del quantum computing, Ibm lancerà nel 2029 il suo primo computer quantistico fault tolerance, ossia in grado di correggere autonomamente i propri errori. Il sistema si chiama Quantum Starling e avrà sede nel data center di Poughkeepsie, vicino New York. Starling è caratterizzato da 200 qubit logici e 100 milioni di operazioni quantistiche e ha una tolleranza del 90% alla correzione degli errori.
Grazie al processore Willow da 105 qubit e all’algoritmo Quantum Echoes, Google sta sviluppando il suo computer quantistico sostenendo di aver ottenuto un vantaggio completamente dimostrabile. Hartmut Neven e Vadim Smelyanskiy di Google Quantum AI scrivono sul blog dell’azienda che per la prima volta nella storia, un computer quantistico potrà eseguire con successo un algoritmo verificabile su hardware, superando di 13.000 volte i supercomputer classici più veloci.
Anche Amazon con Aws ha presentato il suo superconduttore quantistico: ribattezzato Ocelot, si basa sui cat qubit, speciali stati quantistici ispirati al paradosso del gatto di Schrödinger che resi stabili dalla sovrapposizione di due opposti, eliminano diversi tipi di errori. Se Ibm e Google puntano a ridurre gli errori aumentando il numero di qubit utilizzati, Amazon cambia approccio e lavora sulla sovrapposizione quantistica, ripensando l’intero disegno del computer per stabilizzare l’informazione.
Nella corsa non può mancare Microsoft con il suo Majorana 1, il chip quantistico basato sulla tecnologia emergente dei qubit topologici. Il topoconduttore messo a punto dal colosso di Richmond sfrutta le proprietà delle quasi-particelle di Majorana (il maggior fisico teorico italiano del Novecento, da cui il nome del conduttore) per creare Qpu affidabili e scalabili, riducendo notevolmente la sensibilità agli errori.
Le aziende specializzate e le small cap di settore
Leader nelle evoluzioni del quantum computing, la statunitense IonQ è quotata a New York con una capitalizzazione di 15 miliardi e ha sedi in Gran Bretagna, Svizzera e Italia. La società si occupa non solo di produzione di computer quantistici, ma anche di costruzione di reti e di sicurezza informatica. La prima installazione di un computer quantistico di livello industriale e di una rete quantistica a distribuzione di entanglement avverrà prossimamente presso l’università di Chicago.
Nata nel 2021 dalla fusione di Honeywell Quantum Solutions e Cambridge Quantum, l’azienda anglo-statunitense Quantinuum è al lavoro su Helios, un computer quantistico di terza generazione che promette di diventare il più potente al mondo. Il dispositivo utilizza singoli ioni (di bario anziché d’itterbio) come qubit, in totale ne conta 98 completamente connessi e semplifica la correzione degli errori. Inoltre, poggia sul nuovo linguaggio di programmazione open source Guppy basato su Python.
Da Berkeley arriva Rigetti, azienda innovativa che ha elaborato i sistemi Forest (un servizio di cloud computing quantistico che permette agli sviluppatori di accedere e utilizzare i dispositivi per creare ed eseguire algoritmi quantistici) e Pioneer, una piattaforma integrata di tecnologia quantistica end-to-end. Il Qpu si chiama Novera, ha 9 qubit e si basa sull’architettura Ankaa, con accesso personalizzato alla tecnologia quantistica. L’obiettivo immediato è ampliare e rendere concrete le sue applicazioni industriali, al momento limitate.
Condivide lo stesso entusiasmo D-Wave, primo fornitore commerciale al mondo di computer quantistici. Quotata a New York, la società canadese afferma di essere l’unica a sviluppare sistemi quantistici sia di tipo annealing (ovvero che risolvono problemi di ottimizzazione complessi con una mappatura ad evoluzione lenta) che a modello gate, ossia usando porte quantistiche che manipolano i qubit in sequenza all’interno dei circuiti.
Sempre in Canada è nata Xanadu, la startup che ha lanciato Aurora, un innovativo computer quantistico basato su qubit fotonici. L’azienda sostiene che la soluzione a 12 qubit con le informazioni codificate nella luce e il suo caratteristico design modulare (quattro unità, ciascuna installata in un rack server standard) permettono una maggiore scalabilità rispetto ai sistemi di Ibm, Google, Microsoft e Amazon. Entro il 2029 la società punta a costruire un data center quantistico con migliaia di server e un milione di qubit.
Il primo computer quantistico commerciale d’Italia presente al Politecnico di Torino è prodotto da Iqm, azienda finlandese fondata nel 2018 dall’amministratore delegato Jan Goetz. La macchina si chiama Spark, ha 5 qubit e ne esistono 12 esemplari in tutto il mondo. Al momento il dispositivo è a disposizione del mondo della ricerca, dell’industria e dell’accademia. Ancora meglio farà Radiance, computer quantistico da 54 qubit che sarà acceso a Bologna e formerà un sistema ibrido con il supercomputer Leonardo. “Non stiamo semplicemente aggiungendo un nuovo componente al nostro data center, stiamo costruendo un ecosistema in cui i bit classici e i qubit possano dialogare in tempo reale, senza le limitazioni delle connessioni cloud: è un salto qualitativo, che posizionerà l’Italia all’avanguardia della ricerca internazionale”, ha dichiarato Alessandra Poggiani, la direttrice del Cineca che ospita Radiance.
