Quantum computing, applicazioni pratiche

Quantum computing, applicazioni pratiche

Intelligenza artificiale e ottimizzazione, sicurezza informatica e simulazione molecolare. Dal laboratorio ai casi d’uso reali, aziende in corsa per sfruttare i vantaggi del quantum computing

L’alleanza tra informatica e fisica quantistica promette progressi significativi nelle capacità di calcolo, offrendo prestazioni di potenza e velocità senza precedenti. Questo matrimonio apre la strada alla risoluzione di classi di problemi attualmente inaccessibili per i computer tradizionali, i quali richiederebbero mesi o addirittura anni per giungere a una soluzione, anche con l’impiego di potenti supercomputer. Anche se la tecnologia non è ancora pronta per lavorare stabilmente in produzione, le stime su quando lo sarà si accorciano sempre di più. Si stanno già studiando gli ambiti di applicabilità reali, dove il computer quantistico possa esprimere il suo vantaggio a discapito del computer classico.

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Per quanto la complessità di calcolo sia il driver principale, individuare quali siano i casi d’uso realmente adatti ad apprezzare il vantaggio quantistico è un processo empirico. L’aspetto interessante è che la sperimentazione non è confinata ai laboratori, ma viene condotta su casi d’uso concreti. Numerose aziende stanno attualmente investendo in questa tecnologia, implementando soluzioni basate sulla computazione quantistica. Le principali aree di applicazione si concentrano su casi di intelligenza artificiale e ottimizzazione, ritenuti i più vicini, pronti e quindi direttamente rilevanti per la realtà aziendale comune. Altri importanti scenari di utilizzo emergono nel campo della cybersecurity e nella simulazione di molecole, con particolare rilevanza per il settore chimico-farmaceutico.

Per quanto riguarda la scelta del computer quantistico, va chiarito da subito che queste macchine non sono fatte per piccoli data center, ma sono oggetti da laboratorio, che lavorano in condizioni fisiche molto particolari. La tecnologia è quindi, senza esclusioni, fornita in cloud.

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C’è un panorama di vendor in crescita dove la concorrenza e già vivace. Tra questi, IBM, D-Wave e Google, solo per citarne alcuni. L’aspetto rilevante è che la contesa non è solo di mercato, ma soprattutto tecnologica. Infatti, non si è imposto ancora un paradigma tecnologico prevalente tra i computer quantistici (come, per esempio, i transistor a semiconduttore per i computer classici) e tante società emergenti o di lungo corso provano a scommettere su quello vincente, tipicamente in collaborazione con università e centri di ricerca. Al netto della scelta tecnologica, la programmazione dei computer quantistici richiede l’elaborazione di algoritmi specifici. Anche se sono disponibili linguaggi di programmazione che aiutano a farlo agilmente (per esempio, Qiskit), va detto che lavorare direttamente con tali algoritmi significa lavorare con la macchina a un livello di dettaglio molto specifico, quasi come se stessimo programmando direttamente il processore di un computer tradizionale! Al momento, la competenza per farlo è rara e poco commerciale per molte aziende.

Per mitigare questo sbarramento e accelerare l’adoption, in molti casi i vendor forniscono un supporto specializzato alle aziende che vogliano cimentarsi in casi d’uso reali. Intanto, dal mercato arriva un’altra risposta con l’offerta di software che si pongono tra lo sviluppatore dello use case – più focalizzato sul business – e i motori quantistici. Questi programmi traducono problemi formulati in termini classici in algoritmi quantistici, come ad esempio Classiq.

Procacciati computer e programma, per fare una soluzione manca tutto il resto: input/output dei dati, interfaccia utente, orchestrazione dei processi. Il computer quantistico non mira a sostituire i computer tradizionali. La scelta preferibile è orientarsi verso soluzioni ibride, in cui il motore quantistico viene impiegato solo per le fasi di calcolo più complesse. Le altre operazioni continuerebbero a essere gestite dai computer convenzionali, permettendo così di sfruttare al meglio le caratteristiche di entrambe le tecnologie.

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Attualmente, investire nel quantum computing è ancora un’impresa pionieristica. Occorre ancora tempo per vedere soluzioni in produzione, tuttavia, il cambiamento che si profila con l’avvento dei computer quantistici potrebbe tradursi in un vantaggio competitivo unico. I computer quantistici richiedono ambienti controllati e infrastrutture altamente specializzate per mantenere le condizioni necessarie per il loro corretto funzionamento, il che li rende difficili da produrre su larga scala. Sebbene disponibili in cloud, l’accesso a tali risorse potrebbe non essere alla portata di tutti. Inoltre, le competenze necessarie per sfruttare appieno la tecnologia richiedono tempo per essere sviluppate. Salire a bordo oggi può significare essere tra i pochi privilegiati di domani.

A cura di PwC