Nasce a Genova, presso il Competence Center Start 4.0, il primo Centro Italiano di Emulazione Quantistica. Prevede due stazioni Q1 collegate all’emulatore EQ100 (Emulator Quantum Machine), sviluppato dalla società MCG di Torino, attraverso la divisione EQM (Emulation Quantum Machinery), con la direzione scientifica del prof. Marco Armoni.
È la prima infrastruttura del genere in Italia: porta il calcolo quantistico professionale fuori dai grandi centri di supercalcolo e lo rende accessibile a università, centri di ricerca e imprese.
Com'è nata l'idea del Centro Italiano di Emulazione Quantistica
"L’idea è nata seguendo la logica della virtualizzazione dei server. Come VMware virtualizza i server che eseguono le applicazioni, girando su un solo host fisico, così l’Emulating Quantum Computer poggia su un hardware classico (CPU+GPU). Questo non ha i consumi esorbitanti delle macchine fisiche dove la QPU (Quantuum Processing Unit), il processore del calcolo quantistico, deve essere raffreddata con processi di criogenesi per tenere la temperatura allo zero assoluto".
"In pratica, il processore tradizionale CPU resta l’unità di orchestrazione, mentre nella memoria della macchina si inseriscono i vettori che rappresentano (emulano) i Qubit, le unità di informazione quantistica e il calcolo viene delegato alle GPU (Graphics Processing Unit). Non si tratta di una simulazione, ma di un calcolo reale quantistico per velocità a capacità, che però gira su macchine che consumano come un tostapane e sono portatili".
"Grazie al QGE (Quantum GPU Emulator), delle GPU ad altissime prestazioni riproducono il comportamento di un computer quantistico senza bisogno di un hardware criogenico, calcolando i risultati in modo esatto e replicando con fedeltà superiore al 99% ciò che farebbe una macchina quantistica fisica".
"Abbiamo verificato attraverso benchmark complessi che questa tecnologia è 24 volte più veloce dei processori quantistici di IBM e 67 volte di quelli di Righetti".
A spiegare è Marco Armoni, direttore scientifico del progetto e amministratore delegato della società di system integration e oggi quantum computing MCG di Torino. Armoni è docente e ricercatore con esperienza trentennale nel campo dell’Information Technology con collaborazioni che vanno dalle grandi multinazionali ai centri di ricerca e a diverse università internazionali.
Gli obiettivi dell’Emulation Quantum Computing
Lo scopo di questa innovazione tutta italiana è di rendere accessibile a centri di ricerca e imprese il calcolo quantistico, oggi inaccessibile per i costi di progettazione e realizzazione, oltre che per i consumi.
Grazie a questa al Centro Italiano di Emulazione Quantistica, si possono sviluppare e testare gli algoritmi in settori che richiedono grande capacità di calcolo per analizzare sistemi ipercomplessi.
I dati restano fisicamente nelle macchine delle imprese (garantendo sicurezza e sovranità del dato), con una riproduzione senza costi di oltre 150 Qubit Fisici. Oggi invece i Quantum Computer fisici non superano i 20-25 Qubit, tranne qualche eccezione prodotta a scopo di ricerca e non ancora testata ufficialmente.
"È quindi disponibile una potenza di calcolo che finora richiedeva investimenti da decine di milioni di euro o la dipendenza da piattaforme straniere, oggi alla portata di un laboratorio italiano, delle istituzioni scolastiche, della pubblica amministrazione e delle imprese", commenta Imma Orilio, COO MCG.
I settori che avranno più benefici dall'Emulation Quantum Computing
Le ricadute toccano i settori più esigenti sul piano computazionale: la scienza dei materiali (leghe, semiconduttori, superconduttori), l’aerospazio (ottimizzazione di traiettorie e materiali ultraleggeri), la ricerca farmaceutica e la genomica (simulazione molecolare e medicina personalizzata). Fino alla cybersecurity e alla crittografia post-quantistica, per pubblica amministrazione, infrastrutture critiche e difesa.
"Il Centro Italiano di Emulazione Quantistica nasce per fare formazione, ricerca e sviluppo applicativo in aiuto alle aziende, con analisi in campi che richiedono velocità e capacità di calcolo per elaborare dati in tempo reale, come la gestione di una Smart City, della Difesa o per prevenire attacchi informatici. L’obiettivo è infatti quello di creare competenze avanzate anche per la sicurezza digitale del Paese", conclude la presidente di Start 4.0 prof.ssa Paola Girdinio, che mette a disposizione per lo sviluppo e l’applicazione dell’Emulating Quantum Computing la propria rete tra ricerca e industria.