AS2_2025

Marzo 2025 Automazione e Strumentazione Primo piano 18 DOSSIER sempre più cruciale nella crittografia e nella cosiddetta crittografia post-quantistica. Infine il calcolo quantistico si prospetta come fattore potenziante per l’applicazione di Metodi Monte Carlo (8%) e altri algoritmi (17%) in una grande varietà di situazioni. Correzione degli errori Tra gli sviluppi tecnologici più recenti, che sup- portano l’ottimismo che traspare da queste pre- visioni degli analisti, oltre alla continua com- petizione tra i big (Ibm, Google, Microsoft…) nell’aumento dei qubit dei processori quanti- stici, vanno senz’altro segnalati gli importanti passi avanti nella cosiddetta correzione degli errori. La correzione degli errori quantistici è fondamentale per l’affermarsi su vasta scala dei quantum computer: si tratta di superare la fra- gilità intrinseca degli stati quantici e la suscet- tibilità dei qubit alle interferenze ambientali che possono portare a pesanti errori nei calcoli. Implementando protocolli di correzione degli errori, i computer quantistici possono mantenere l’integrità delle informazioni quantistiche per periodi più lunghi, consentendo l’esecuzione di calcoli complessi che sono al di là della portata dei computer classici. I risultati di una attività in collaborazione tra il MIT di Boston, il NIST (National Institute of Standards and Techno- logy) e QuEra - società dedicata allo sviluppo di quantum computer ad atomi neutri - hanno dimostrato la applicabilità di algoritmi su larga scala con un tasso di errore inferiore allo 0,5%; altri modelli sperimentali segnalano valori ancora inferiori. La stessa QuEra un anno fa ha annunciato una roadmap che porterà nel 2026 a raggiungere il traguardo dei 100 qubit logici cor- retti. Il primo step ha visto il lancio di un com- puter quantistico con dieci qubit logici, capacità di gate trasversali uniche e oltre 256 qubit fisici: i gate trasversali sono fondamentali per la loro capacità di impedire la propagazione degli errori tra i qubit, rendendoli intrinsecamente resistenti agli errori; semplificano il processo di corre- zione consentendo di correggere gli errori in modo indipendente per ogni qubit. La seconda tappa vedrà un modello migliorato con 30 qubit logici corretti, supportato da oltre 3.000 qubit fisici. Infine, entro il 2026, l’introduzione di un modello di terza generazione corretto dagli errori quantistici con 100 qubit logici e oltre 10.000 qubit fisici. Architetture ibride Un’altra importante tendenza negli sviluppi tec- nologici è l’integrazione del calcolo quantistico nell’infrastruttura di calcolo classica e più in particolare con l’ informatica ad alte presta- zioni ( HPC ) tradizionale; le architetture ibride consentono alle organizzazioni di sfruttare i punti di forza di entrambe le piattaforme, cre- ando nuove opportunità di innovazione. Nel primo caso basterà menzionare le iniziative di Ibm e Nvidia . La prima mette a disposizione Qiskit , una rac- colta di software per l’esecuzione di programmi su computer quantistici. Tra questi strumenti software, i più notevoli sono l’Sdk Qiskit open source e l’ambiente di runtime tramite cui è possibile eseguire carichi di lavoro su unità di elaborazione quantistica Ibm. Con l’evoluzione della tecnologia quantistica evolve anche Qiskit, con nuove funzionalità rilasciate ogni anno che espandono questa raccolta di base di software quantistico. Per quanto riguarda Nvidia, con la piattaforma Quantum Cloud viene dato all’intero ecosi- stema di calcolo quantistico l’accesso ai potenti strumenti necessari: ai ricercatori è data la pos- sibilità di accedere a potenti simulatori quanti- stici, sistemi ibridi e software per creare algo- ritmi migliori; per gli sviluppatori c’è la disponi- bilità di una piattaforma per sviluppare le appli- cazioni del futuro. Sul versante dell’integrazione con l’HPC tro- viamo le prospettive più interessanti. Quando si parla di Hybrid Quantum Computing ci si rife- risce a due aspetti principali: da un lato l’HPC come acceleratore, sfruttato per impedire che i colli di bottiglia computazionali classici com- promettano potenziali opportunità per realizzare un vantaggio di calcolo quantistico; dall’altro il quantum per HPC, dove il processore quantis- tico è l’acceleratore e viene fornito un vantaggio di calcolo quantistico per applicazioni aziendali basate su HPC. Insieme, HPC e Quantum Computing prome- ttono di accelerare o addirittura abilitare solu- zioni ad alcune delle più grandi sfide compu- tazionali mai immaginate.; sfide troppo com- plesse, sia nei passaggi computazionali che nei requisiti di memoria, perché l’HPC possa risol- verle in modo efficiente da solo. Oltre alla loro integrazione, l’HPC offre ulte- riori vantaggi per il quantum computing; come Gli hardware quantistici sono ancora in evoluzione, ma sono già disponibili delle raccolte di software per l’esecuzione di programmi