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Il prossimo megaciclo nel calcolo è il Quantistico. Il calcolo quantistico sta trasformando settori dall'IA, farmaceutico e automotive all'aerospaziale, finanza, telecomunicazioni e ricerca, ma l'infrastruttura richiesta, come enormi sistemi di raffreddamento, strutture specializzate e hardware costoso, limita le sue capacità e lo rende largamente inaccessibile per tutti tranne che per un selezionato gruppo. La dipendenza del calcolo quantistico da queste configurazioni esclusive limita i suoi benefici a un numero ristretto di istituzioni, riducendo il suo potenziale di risolvere i problemi del mondo reale di oggi su larga scala.

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Tuttavia, sta emergendo un approccio alternativo che estende notevolmente i benefici del calcolo quantistico: il calcolo quantistico decentralizzato. Distribuendo i compiti computazionali attraverso reti decentralizzate, il calcolo quantistico può essere reso accessibile a un numero più ampio di settori senza i costosi requisiti di configurazione richiesti dai modelli tradizionali.

La sfida dell'accessibilità del calcolo quantistico

Il calcolo quantistico sta già facendo progressi nella risoluzione di problemi complessi e offre vantaggi in aree critiche come l'accelerazione della scoperta di farmaci e il ripristino di farmaci esistenti, migliorando la sicurezza crittografica e accelerando l'apprendimento automatico nell'IA. Tuttavia, sebbene le sue capacità siano innegabili, l'accesso rimane un ostacolo importante per la maggior parte di coloro che desiderano applicare tale tecnologia avanzata.

Alla radice di questa sfida c'è l'hardware quantistico stesso. I computer quantistici si basano sui qubit, che sono l'equivalente quantistico dei bit dei computer tradizionali. Tuttavia, i qubit sono altamente instabili e facilmente influenzati da fattori ambientali, come le fluttuazioni di temperatura, le interferenze elettromagnetiche e le vibrazioni. Mantenere stabili questi stati quantistici richiede tipicamente sistemi di raffreddamento che portano le temperature vicino allo zero assoluto, molto al di sotto di quanto possono fornire i normali data center. Questo significa che solo poche istituzioni con le risorse per stabilire e mantenere questi ambienti specializzati possono utilizzare il calcolo quantistico su larga scala.

Il risultato è un paradosso: il calcolo quantistico è visto come una tecnologia trasformativa, ma la sua realizzazione è al limite ed è accessibile solo a un pugno di attori. Questo collo di bottiglia limita l'impatto del calcolo quantistico, frenando i settori che hanno bisogno di potenza di calcolo avanzata per risolvere alcune delle sfide più complesse di oggi, dalla modellazione climatica alla ricerca medica innovativa. Eppure, man mano che la domanda di soluzioni quantistiche cresce e il mercato è previsto espandersi da $1,3 miliardi nel 2024 a $5,3 miliardi entro il 2029, è chiaro che le industrie hanno urgentemente bisogno di un percorso più accessibile per sfruttare questa tecnologia.

Decentralizzazione come alternativa quantistica

Un modello decentralizzato per il calcolo quantistico evita molte di queste sfide. Invece di fare affidamento su configurazioni centralizzate ad alta intensità di hardware, distribuisce i compiti computazionali attraverso una rete globale di nodi. Questo approccio sfrutta le risorse esistenti—GPU standard, laptop e server—senza necessitare del raffreddamento estremo o delle strutture complesse richieste dall'hardware quantistico tradizionale. Invece, questa rete decentralizzata forma una risorsa computazionale collettiva in grado di risolvere problemi del mondo reale su larga scala utilizzando tecniche quantistiche.

Questo approccio decentralizzato di Quantum-as-a-Service emula i comportamenti dei sistemi quantistici senza rigidi requisiti hardware. Decentralizzando il carico computazionale, queste reti raggiungono un livello di efficienza e velocità comparabile a quello dei sistemi quantistici tradizionali—senza gli stessi vincoli logistici e finanziari.

Perché le reti quantistiche decentralizzate sono importanti

Il calcolo quantistico decentralizzato offre diversi vantaggi, in particolare in termini di accessibilità, scalabilità ed efficienza energetica.

1. Ampliare l'accesso al calcolo avanzato. Una rete decentralizzata apre le porte alle aziende, accademici, ricercatori e sviluppatori che altrimenti potrebbero non avere accesso alla potenza di calcolo a livello quantistico. Questo è un cambiamento critico poiché le piccole aziende e i sviluppatori indipendenti sono tipicamente esclusi dal calcolo quantistico solo a causa dei costi. La decentralizzazione democratizza l'accesso, consentendo a settori che una volta erano esclusi dal calcolo quantistico di ottenere i suoi benefici senza l'infrastruttura costosa.

2. Scalabilità attraverso i casi d'uso. Le reti quantistiche decentralizzate possono rispondere a una varietà di esigenze computazionali. Questa flessibilità consente alle aziende di scalare le proprie operazioni in modo efficiente, gestendo compiti complessi che i metodi di calcolo tradizionali non possono affrontare. Ad esempio, l'industria automobilistica affronta crescenti richieste per simulazioni avanzate in aree come la guida autonoma, il collaudo dei materiali e la progettazione aerodinamica—applicazioni che richiedono un'enorme potenza computazionale. Si prevede che il calcolo quantistico risponda a queste esigenze, con l'industria automobilistica che si aspetta un impatto significativo entro il 2025 e potenziali contributi economici tra $2 miliardi e $3 miliardi entro il 2030. Le reti decentralizzate rendono possibile soddisfare queste esigenze dell'industria senza i costi convenzionali dell'infrastruttura quantistica.

3. Efficienza energetica e calcolo economico. Il consumo energetico del calcolo quantistico è difficile da ignorare. Con enormi requisiti energetici per mantenere il raffreddamento e la stabilità, il calcolo quantistico può essere sia costoso che ambientalmente gravoso. Al contrario, il calcolo quantistico decentralizzato sfrutta l'hardware esistente, evitando l'elevato consumo energetico delle configurazioni quantistiche convenzionali. Questo non solo riduce i costi ma offre anche una soluzione energeticamente efficiente, allineandosi con obiettivi ambientali più ampi. Man mano che le industrie adottano sempre più approcci decentralizzati per scalare la propria potenza computazionale in modo sostenibile, queste reti potrebbero generare un valore economico sostanziale—fino a $850 miliardi entro il 2040—offrendo soluzioni efficienti e accessibili in vari settori.

Sfide e considerazioni

Sebbene i potenziali benefici delle reti quantistiche decentralizzate siano significativi, non sono privi di ostacoli. Una delle principali preoccupazioni è la sicurezza. Le reti decentralizzate, per loro natura, distribuiscono i compiti computazionali attraverso numerosi nodi, creando sfide per la sicurezza dei dati e l'integrità. I progressi nella crittografia e protocolli sicuri sono essenziali per mitigare questi rischi, specialmente per le industrie che trattano informazioni sensibili.

Il calcolo quantistico decentralizzato rappresenta un cambiamento trasformativo nel modo in cui affrontiamo la risoluzione avanzata dei problemi. Sfruttando infrastrutture accessibili e distribuendo compiti attraverso una rete globale, il potente calcolo è reso alla portata di molti che erano stati precedentemente esclusi. Invece di rimanere uno strumento esclusivo per istituzioni d'élite, il calcolo avanzato può diventare una risorsa accessibile per aziende, accademici, ricercatori e industrie di tutto il mondo.

Man mano che ci muoviamo sempre più nell'era digitale e le esigenze di grandi dati e simulazioni complesse crescono, il calcolo quantistico decentralizzato fornisce un'alternativa pragmatica ed energeticamente efficiente ai tradizionali setup quantistici. Siamo sull'orlo di un nuovo megaciclo, in cui il calcolo quantistico non sarà una risorsa rara ma ampiamente accessibile—spianando la strada per un'innovazione più ampia e la democratizzazione delle scoperte computazionali.

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Autore: Daniela Herrmann

Daniela Herrmann è la co-fondatrice di Dynex, una delle principali tecnologie di quantum-as-a-service che risolve problemi del mondo reale su larga scala. È anche la leader della missione di Dynex Moonshots, che funge da custode etico dell'Ecosistema Dynex e investe in aziende, programmi di ricerca e iniziative di sovvenzione con la missione di accelerare soluzioni pionieristiche per il miglioramento del mondo e oltre. Daniela è anche la presidente e fondatrice dell'Ecosistema Topan (2011), che include Topan e Mapufin, un gruppo di aziende orientate all'innovazione in ambito business, finanza e gestione degli investimenti, focalizzato sullo sviluppo della tecnologia Triple-E. Ha conseguito una laurea in Economia presso l'Università di San Gallo e un MBA presso l'Università di Zurigo. Ha ricoperto un ruolo esecutivo presso il principale gestore di asset europeo in Investimenti Socialmente Responsabili (SRI). Daniela è stata finalista agli Enterprising Women of the Year Awards nel 2014 e nominata per il ‘Woman in Tech Award 2020’.