In che modo gli Stati Uniti possono vincere la gara del calcolo quantistico – Analisi delle notizie sul calcolo ad alte prestazioni | insideHPC

credito: Atom Computing

Di Rob Hays, CEO, Atom Computing e Kristen Pudenz, Direttore dei programmi di ricerca avanzata, Atom Computing

Il calcolo quantistico definirà il 21° secolo. È un cambio di paradigma unico nella generazione nelle prestazioni di calcolo che consente soluzioni a problemi ora considerati intrattabili. Con il quantum, prevediamo di implementare nuovi tipi di simulazioni del mondo fisico, ricerca nelle scienze della vita, apprendimento automatico e ottimizzazioni dei processi per utilizzare le risorse in modo più efficiente, rafforzare la sicurezza nazionale e progettare nuovi farmaci e trattamenti medici.

Gli Stati Uniti hanno a lungo guidato il mondo nelle tecnologie informatiche e hanno già enormi risorse e talento nell'informatica quantistica. Tuttavia, è molto presto per i quanti e la leadership globale a lungo termine è tutt'altro che assicurata. Tutte le principali nazioni industrializzate hanno dichiarato che il calcolo quantistico è una priorità strategica e vi stanno impegnando enormi risorse. Secondo a Rapporto del Forum economico mondiale, gli investimenti pubblici nell'informatica quantistica hanno raggiunto i 30 miliardi di dollari nel 2022, con la Cina in testa.

Oggi, gli Stati Uniti hanno più di 100 startup quantistiche, la percentuale più alta al mondo di organizzazioni che adottano il calcolo quantistico, e il la maggior parte dei brevetti quantistici depositati. Questo vibrante ecosistema quantistico non sarebbe possibile senza il supporto e la leadership del governo degli Stati Uniti, che ha investito miliardi in ricerca e sviluppo e programmi di sviluppo della forza lavoro. Il National Quantum Initiative Act (NQI), approvato nel 2018, ha catalizzato con successo l'industria quantistica statunitense e il coordinamento tra industria, università e governo.

Nel corso dei prossimi cinque anni circa, il calcolo quantistico dovrebbe uscire dalla cosiddetta era dei prototipi quantistici su scala intermedia rumorosa (NISQ) ed entrare nell'era della tolleranza ai guasti commerciali, quando i sistemi saranno abbastanza robusti da funzionare in modo continuo e fornire risultati accurati, sbloccando un enorme valore in un'ampia gamma di casi d'uso industriali e governativi. La nostra industria quantistica in crescita ha bisogno di un forte sostegno continuo da parte del governo degli Stati Uniti e di partnership con investimenti privati ​​durante questo periodo critico di transizione per mantenere un vantaggio di prima mossa in questo mercato emergente.

Ecco come gli Stati Uniti possono mantenere il loro ruolo di leader nel calcolo quantistico:

Aumentare i finanziamenti pubblici. Secondo McKinsey & Company, la Cina, ha impegnato 15.3 miliardi di dollari in fondi pubblici per il calcolo quantistico, otto volte più degli Stati Uniti e più del doppio di quelli dei governi dell'Unione Europea. La Cina ha dichiarato di non poter perdere la prossima generazione di leadership informatica e rimanere indietro, come ha fatto con i semiconduttori. Data questa posta in gioco, abbiamo bisogno di un'azione coraggiosa da parte del governo degli Stati Uniti per colmare il divario di investimenti sotto forma di ricerca primaria, sovvenzioni per la ricerca a partner privati, costruzione e acquisto di piattaforme di calcolo quantistico per la ricerca applicativa e impiego di capitale strategico per finanziare lunghi e profondi -cicli di sviluppo tecnologico.

Investimenti diversificati nelle modalità di calcolo quantistico. Da quando l'NQI è stato istituito cinque anni fa, una nuova ondata di tecnologie, come gli atomi neutri e la fotonica, si è spostata in prima linea nel campo con il potenziale per scalare più rapidamente. Queste modalità non sono supportate dagli attuali finanziamenti NQI perché non sono state stabilite al momento della distribuzione dei fondi. I finanziamenti e il sostegno pubblico, incluso il rinnovato NQI, dovrebbero essere distribuiti su una serie più ampia di modalità di calcolo quantistico per supportare le nuove evoluzioni tecnologiche e aumentare le nostre possibilità di mantenere la leadership globale. Abbiamo visto investimenti in modalità più recenti da parte di singole agenzie governative, come ad esempio DARPA attraverso il suo programma Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC).. Questi programmi sono essenziali per le modalità emergenti.

Il governo come partner e cliente. È fondamentale che il governo degli Stati Uniti sia uno dei primi utilizzatori e clienti di sistemi e/o servizi di calcolo quantistico e aiuti a costruire la base di utenti incentivando agenzie e ricercatori a esplorare e adottare il calcolo quantistico. L'acquisto di tempi o sistemi di calcolo quantistico moltiplicherebbe gli effetti del finanziamento. Le entrate e il timbro di approvazione del governo degli Stati Uniti attraggono ulteriori investimenti di rischio nelle società di informatica quantistica e feedback nell'ecosistema di ricerca, dando alla tecnologia ulteriori stimoli nello sviluppo di applicazioni e come ecosistema. Stiamo assistendo a maggiori sforzi in questo settore con agenzie come il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, la National Science Foundation e altri che emettono più bandi di finanziamento relativi alla quantità o incorporano tecnologie quantistiche in opportunità di finanziamento più ampie.

Garantire che i talenti dottorandi rimangano negli Stati Uniti. I fisici quantistici esperti a livello di dottorato sono rari ma essenziali per portare avanti l'industria dell'informatica quantistica. Molti di questi dottori di ricerca sono attualmente in fase di formazione nelle università e nelle aziende statunitensi, ma lottano con le sfide dei visti e dell'immigrazione anche se i loro talenti e le loro capacità avvantaggiano la nostra sicurezza nazionale ed economica. Sono necessarie politiche statunitensi favorevoli di controllo delle esportazioni e di immigrazione per trattenere i talenti scarsi. Questi esperti guidano l'innovazione americana e il loro status di visto non dovrebbe essere a rischio.

La voce del settore delle start-up nella politica. Gran parte dell'innovazione commerciale nell'informatica quantistica proviene da aziende startup. L'impegno con i rappresentanti delle principali start-up contribuirà a migliorare le politiche. I fondatori di start-up dovrebbero essere invitati a sedersi al tavolo dei comitati consultivi, come il Comitato consultivo nazionale per l'iniziativa quantistica, istituito per consigliare il presidente e il sottocomitato NSTC sull'NQI insieme a importanti ricercatori accademici e responsabili politici del governo

Dai la priorità al calcolo quantistico negli ecosistemi tecnologici regionali in tutto il paese. Lo sviluppo della forza lavoro, la creazione di posti di lavoro e le collaborazioni tra organizzazioni sono necessari per costruire un'industria informatica quantistica sostenibile negli Stati Uniti che possa superare i nostri rivali globali. Gli ecosistemi regionali costituiti da università, laboratori di ricerca e aziende co-localizzati rappresentano una strategia ben collaudata per promuovere un circolo virtuoso di innovazione. Queste comunità per l'innovazione quantistica sono già emerse negli Stati Uniti, ma richiederanno finanziamenti e supporto continui da parte di tutti i livelli di governo per competere nell'economia globale.

Atom Computing costruisce computer quantistici altamente scalabili e basati su gate con array atomici di atomi neutri intrappolati otticamente, consentendo a ricercatori e aziende di ottenere scoperte senza precedenti.

1Fonte: Intelligenza quantistica globale, LLC. 2023.

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• Fonte: https://insidehpc.com/2023/06/how-the-u-s-can-win-the-quantum-computing-race/