All’inizio della sua storia, l’informatica era dominata da sistemi di condivisione del tempo. Questi sistemi erano macchine potenti (almeno per il loro tempo) a cui più utenti si collegavano per eseguire attività di elaborazione.
In una certa misura, l’informatica quantistica ha ripetuto questa storia, con aziende come Honeywell e IBM che mettono le loro macchine a disposizione degli utenti tramite servizi cloud. Le aziende pagano in base alla quantità di tempo che trascorrono nell’esecuzione di algoritmi sull’hardware.
Per la maggior parte, la condivisione del tempo funziona bene, risparmiando alle aziende le spese necessarie per la manutenzione della macchina e dell’hardware associato, che spesso include un sistema che raffredda il processore fino quasi allo zero assoluto.
Ma ci sono diversi clienti, aziende che sviluppano hardware di supporto, ricercatori accademici, ecc., per i quali l’accesso all’hardware effettivo potrebbe essere essenziale.
Il fatto che le aziende non vendano processori quantistici suggerisce che il mercato non è abbastanza grande da rendere utile la produzione.
Ma una startup olandese scommette che le dimensioni del mercato stanno per cambiare. Una società chiamata QuantWare ha annunciato che inizierà a vendere processori quantistici basati su transmoni, anelli di cavi superconduttori che costituiscono la base di macchine simili a quelle utilizzate da Google, IBM e Rigetti.
Processori quantistici: cosa c’è in offerta?
I qubit basati su transmon sono popolari perché sono compatibili con le tecniche di fabbricazione standard utilizzate per i processori più tradizionali; possono anche essere controllati utilizzando segnali a microonde.
Il loro grande svantaggio è che funzionano solo a temperature che richiedono elio liquido e hardware di refrigerazione specializzato. Questi requisiti complicano l’hardware necessario per scambiare segnali tra il processore molto freddo e l’hardware a temperatura ambiente che lo controlla.
Startup come D-Wave e Rigetti hanno creato le proprie strutture di fabbricazione, ma Matthijs Rijlaarsdam, uno dei fondatori di QuantWare, ha detto che la sua azienda sta approfittando di un’associazione con TU Delft, ospite del Kavli Nanolab.
Questa partnership consente a QuantWare di eseguire la fabbricazione senza investire nella propria struttura. Rijlaarsdam ha affermato che la situazione non dovrebbe essere un fattore limitante, poiché prevede che il mercato totale probabilmente non supererà le decine di migliaia di processori nell’intero prossimo decennio. I volumi di produzione non devono ridimensionarsi drasticamente.
Il processore iniziale che l’azienda spedirà contiene solo cinque qubit transmon. Sebbene questo sia ben al di sotto di qualsiasi cosa offerta tramite uno dei servizi cloud, Rijlaarsdam ha detto che la fedeltà di ciascun qubit sarà del 99,9 percento, il che dovrebbe mantenere gestibile il tasso di errore. Ha sostenuto che, per ora, un conteggio basso di qubit dovrebbe essere sufficiente in base ai tipi di clienti che QuantWare si aspetta di attirare.
Questi clienti includono università interessate a studiare nuovi modi di utilizzare il processore e aziende che potrebbero essere interessate a sviluppare hardware di supporto necessario per trasformare un chip pieno di transmoni in un sistema funzionale.
Intel, ad esempio, ha sviluppato chip di controllo hardware transmon in grado di tollerare le basse temperature richieste (sebbene il gigante dei semiconduttori possa anche facilmente realizzare i propri transmon se necessario).
Quest’ultimo aspetto, lo sviluppo di un chip attorno al quale altri poter costruire una piattaforma, è ampiamente presente nel comunicato stampa di QuantWare. L’annuncio fa spesso menzione dell’Intel 4004, uno dei primi microprocessori per uso generale che ha trovato casa in una varietà di computer.
Scalabilità e specializzazione
Rijlaarsdam ha detto in un’intervista ad Ars Technica che si aspetta che l’azienda aumenti il numero di qubit da due a quattro volte ogni anno per i prossimi anni. Questo è un buon progresso, ma lascerà comunque l’azienda molto indietro rispetto alla roadmap di concorrenti come IBM per il prossimo futuro.
Rijlaarsdam ha anche suggerito che il calcolo quantistico raggiungerà quello che ha definito “un punto di flesso” prima del 2025. Una volta raggiunto questo punto, i computer quantistici forniranno regolarmente risposte a problemi che non possono essere praticamente calcolati utilizzando l’hardware classico.
Una volta raggiunto quel punto, “il mercato sarà un mercato multimiliardario“, ha detto Rijlaarsdam ad Ars. “Crescerà anche rapidamente, poiché la disponibilità di grandi computer quantistici accelererà lo sviluppo delle applicazioni“.
Ma se quel punto verrà raggiunto prima del 2025, arriverà in un momento in cui il conteggio dei qubit dei processori quantistici di QuantWare sarà adatto per il mercato attuale, che ha accuratamente descritto come “un mercato di ricerca e sviluppo“.
La soluzione di QuantWare alla scomoda tempistica sarà lo sviluppo di processori quantistici specializzati per algoritmi specifici, che presumibilmente possono essere eseguiti utilizzando meno qubit. Ma quelli non saranno disponibili per il lancio dell’azienda.
Ovviamente, è discutibile se ci sia un grande mercato di aziende che aspettano con ansia l’opportunità di installare frigoriferi a diluizione di elio liquido nel loro ufficio/laboratorio/garage per raffreddare i loro processori quantistici. Ma la realtà è che esiste quasi certamente un mercato per un processore quantistico standard, almeno in parte composto da altre startup di calcolo quantistico.
Questo non è del tutto equivalente alla situazione che ha accolto l’Intel 4004. Ma può essere significativo in quanto sembra che ci stiamo avvicinando al punto in cui parte della copertura di informatica quantistica dovrà uscire dalla sezione scientifica e passare all’IT, segnando un chiaro cambiamento nel modo in cui il settore si sta sviluppando.
