Il Quantum computing è una tecnologia destinata a diventare uno strumento chiave di trasformazione per il settore manifatturiero. Con il suo impatto previsto sullo sviluppo e la progettazione dei prodotti, sui processi di produzione e sulle attività della catena di approvvigionamento, potrebbe fornire un vantaggio decisivo a chi ne sperimenterà e sfrutterà l’utilizzo.
Gli ambiti di applicazione del Quantum computing sono trasversali a molti settori industriali, che potranno beneficiare in vario modo dell’applicazione della computazione quantistica ai propri processi di business e di servizio al mercato.
Queste potenzialità e prospettive sono state i temi al centro dell’evento ‘Quantum computing e Quantum secure communications: un’agenda per l’Italia’, organizzato a Roma da Anitec-Assinform, l’associazione italiana per l’Information and communication technology, e anche trasmesso in streaming online.
I computer quantistici, applicati alla manifattura, saranno in grado di simulare le interazioni dei componenti all’interno di macchinari complessi, calcolando in modo più preciso e completo i carichi del sistema, i percorsi di montaggio, il rumore e le vibrazioni.
Questa analisi integrata “può ottimizzare la produzione dei singoli componenti nel contesto del sistema complessivo, riducendo i costi senza sacrificare le prestazioni”, rilevano gli specialisti del Comitato ricerca, sviluppo e innovazione di Anitec-Assinform.
L’informatica quantistica potrebbe anche aiutare a trovare nuove correlazioni nei dati e migliorare i modelli di classificazione oltre le capacità dell’informatica classica. Si prevede che la combinazione di calcolo quantistico e machine learning, nonché la sua applicazione all’ottimizzazione, avrà un impatto significativo nel settore manifatturiero in diverse aree.
Daimler, per esempio, sta lavorando sui processori quantistici per comprendere come l’informatica quantistica potrà far progredire lo sviluppo di nuovi materiali per le batterie dei veicoli elettrici e migliorare le tecniche di produzione automobilistica.
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Una grande opportunità di sviluppo
L’Italia ha una grande opportunità di sviluppo in questo campo, ma secondo i dati dell’Osservatorio Quantum computing and communication del Politecnico di Milano, al momento solo il 14% delle grandi aziende italiane ha avviato una o più sperimentazioni in questi ambiti.
Attualmente, il governo italiano sta investendo risorse significative nella ricerca e nello sviluppo della tecnologia quantistica e ha annunciato progetti e programmi di formazione. Nello scorso mese di luglio ha dato il via a un investimento di 320 milioni di euro per tre anni nella tecnologia quantistica attraverso la costituzione del Centro nazionale su HPC, Big data e Quantum computing, presso il Tecnopolo di Bologna.
Quantum scientist, engineer e developer
È necessario “pianificare per formare nuove competenze specialistiche, per disporre di infrastrutture e soluzioni nei settori dell’informatica quantistica e della sicurezza delle comunicazioni quantistiche”, sottolinea Eleonora Faina, direttrice generale di Anitec-Assinform.
Sul fronte delle competenze saranno richiesti profili come Quantum scientist, Quantum engineer, Quantum developer e specialisti in crittografia. La collaborazione tra pubblico e privato “è indispensabile”, rileva Faina, “per coniugare gli aspetti scientifici e metodologici dell’informatica quantistica con i profili applicativi di interesse industriale”.
Gli ambiti di applicazione del Quantum computing
Nel corso dell’evento è stato anche presentato il White paper intitolato ‘Il Quantum computing a supporto della trasformazione digitale’, realizzato da Anitec-Assinform, con la collaborazione del CNR. Dalle analisi degli specialisti emerge che i principali ambiti di applicazione della computazione quantistica sono:
• L’analisi dei processi fisici e chimici, in particolare nei campi della chimica quantistica, scienza dei materiali e fisica delle alte energie.
• La simulazione di scenari con applicazioni in molti ambiti come quello finanziario, geologico e il settore delle previsioni metereologiche.
• I processi di ottimizzazione che sono trasversali a ogni ambito produttivo: dall’ottimizzazione delle rotte commerciali alla supply chain, dalla distribuzione della rete elettrica all’ottimizzazione di un portafoglio finanziario, dal dimensionamento ottimo di una rete di telecomunicazioni all’ottimizzazione nell’allocazione delle risorse nei data center, nella gestione del traffico dati e, in generale, dei consumi energetici di rete.
• Gli algoritmi di intelligenza artificiale e in particolare nell’ambito del deep learning, i cui modelli prevedono milioni di parametri che richiedono settimane o mesi per il loro addestramento. Il quantum AI si pone, infatti, l’obiettivo di superare i limiti attuali dei computer tradizionali, offrendo performance anche migliori di quelle ottenute con le tradizionali CPU e le moderne GPU.
Il Quantum computing as a Service
Le aziende che cercano applicazioni di Quantum computing per problemi rilevanti dovranno scoprire nuovi approcci algoritmici e riprogettare le applicazioni in un contesto quantistico. È probabile che le imprese che investono nella scoperta di nuovi approcci algoritmici per un contesto quantistico scoprano modi nuovi, innovativi e potenzialmente dirompenti, per risolvere gli stessi problemi in un contesto classico.
La standardizzazione dei modelli di delivery come il Quantum computing as a Service (QCaaS) sta poi emergendo come modello standard tra i principali fornitori di sistemi di quantum computing.
L’informatica quantistica “rappresenta una grande opportunità per l’Italia, in termini di innovazione tecnologica e crescita economica”, fa notare la direttrice generale di Anitec-Assinform. Il Quantum computing e le Quantum secure communication “costituiscono infatti allo stesso tempo una sfida e una grande opportunità per l’Italia, che il Paese è determinato a cogliere anche attraverso i fondi del PNRR, fondamentali per sviluppare un ecosistema nazionale di ricerca pubblica e privata e costruire un futuro più sostenibile e avanzato dal punto di vista tecnologico”.
Anitec-Assinform, insieme alle imprese associate, “è a disposizione delle Istituzioni per condividere i passaggi strategici dei prossimi mesi affinché l’Italia possa consolidare la filiera quantistica nazionale e competere con gli attori internazionali”.
