La corsa alla costruzione di computer quantistici (FTQC) potenti e con correzione degli errori deve affrontare una sfida critica, spesso trascurata: il consumo di energia. Sebbene queste macchine promettano di risolvere problemi oltre la portata anche dei supercomputer più avanzati, alcuni progetti potrebbero richiedere più elettricità rispetto ai sistemi più veloci di oggi.
Il compromesso energetico: potenza vs praticità
Gli attuali computer quantistici sono piccoli, fragili e soggetti a errori. Per diventare veramente utili – capaci di compiere passi avanti in campi come la scoperta di farmaci – devono espandersi notevolmente e raggiungere la tolleranza agli errori. Tuttavia, ciò ha un costo potenziale elevato. Stime preliminari suggeriscono che alcuni progetti FTQC potrebbero richiedere fino a 200 megawatt di energia, superando il consumo di intere città. Per fare un confronto, il supercomputer più veloce del mondo, El Capitan, necessita di circa 20 megawatt, un carico già significativo.
Questa disparità non è solo una questione di scala. I diversi metodi per costruire qubit (l’equivalente quantistico dei bit) guidano le richieste di energia in modi diversi. Alcuni progetti si basano su un raffreddamento estremo (come i qubit superconduttori, che necessitano di una refrigerazione massiccia), mentre altri dipendono da laser e microonde ad alta precisione (ioni intrappolati o atomi ultrafreddi). Tutti questi contribuiscono all’impronta energetica complessiva.
Stime del settore: un ampio spettro di consumi
La Quantum Energy Initiative (QEI) stima che il futuro fabbisogno energetico FTQC potrebbe variare da 100 kilowatt a 200 megawatt. Aziende come IBM prevedono che i loro FTQC su larga scala funzioneranno intorno ai 2-3 megawatt, mentre QuEra stima 100 kilowatt per il loro sistema. Tuttavia, altri importanti attori, tra cui Google Quantum AI e Xanadu, hanno rifiutato di commentare le loro proiezioni energetiche.
Oltre alla tecnologia qubit principale, il sovraccarico della correzione degli errori aggiunge complessità. Gli FTQC richiedono un monitoraggio e una direzione costanti per correggere gli errori, aumentando il carico elettronico. Inoltre, anche il tempo impiegato da un computer quantistico per completare un’attività influisce sul consumo di energia: un numero inferiore di qubit potrebbe richiedere un funzionamento più lungo, annullando potenziali risparmi.
Il percorso da seguire: standard e benchmark
Per affrontare questa sfida, il settore dell’informatica quantistica ha bisogno di parametri di riferimento standardizzati per misurare e segnalare il consumo energetico. QEI sta guidando gli sforzi in questa direzione, con progetti correlati in corso sia negli Stati Uniti che nell’UE. Ridurre l’impronta energetica non è solo un ostacolo tecnico; è un fattore critico nel determinare quali progetti domineranno il mercato.
“Ci sono moltissime opzioni tecniche che potrebbero contribuire a ridurre l’impronta energetica”, afferma Olivier Ezratty di QEI.
Lo sviluppo di computer quantistici ad alta efficienza energetica è ancora nelle fasi iniziali. Man mano che il settore matura, comprendere e ridurre al minimo il consumo energetico sarà fondamentale per sbloccare l’intero potenziale di questa tecnologia rivoluzionaria.
