Come sarà il futuro dell'informatica? Zapata Computing potrebbe avere una risposta nel “Big Compute”

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L’era del Big Compute, secondo Zapata, combinerà la tecnologia quantistica con altri progressi per portare l’informatica a un livello completamente nuovo.

By Kenna Hughes-Castleberry pubblicato il 16 febbraio 2023

Come molte aziende leader a livello mondiale nel settore dell'informatica quantistica, Zapata Computing ha riflettuto molto su come il calcolo quantistico potrà coesistere con il calcolo classico. Jay Liu, Vice President of Product, e il suo team si stanno preparando per l'era che chiamano "Big Compute":un'era dove la tecnologia quantistica e classica lavoreranno insieme in un sistema ibrido.

Definizione di Big Compute

Come ha spiegato Liu, Big Compute è la naturale progressione di due epoche precedenti di sviluppo della tecnologia informatica. Innanzitutto c’erano i Big Data. Sviluppi tra cui il cloud e il “Internet delle cose" ha consentito a organizzazioni e aziende di analizzare, archiviare e condividere enormi volumi di dati. L’accessibilità di questi dati pone le basi per la fase successiva dell’evoluzione: l’evoluzione degli algoritmi per elaborare questi dati.

Liu si riferisce a questa come all’era dei “Grandi Modelli”. Qui Liu vede gli algoritmi, nello specifico machine learning modelli: diventando più avanzati e aiutando le organizzazioni a ottenere informazioni più significative dai propri dati, che possono poi utilizzare per informare le proprie decisioni aziendali, ad esempio sotto forma di analisi predittiva o prescrittiva. Questo sembra essere il caso anche degli algoritmi quantistici, poiché molte aziende stanno lavorando per sviluppare algoritmi quantistici che possano essere utilizzati per ottimizzare la risoluzione dei problemi e altri processi.

Ma man mano che questi algoritmi diventano più potenti, richiedono anche una maggiore potenza di calcolo. Ciò richiede una terza fase dell'evoluzione: l'evoluzione dell'hardware. Questa, dice Liu, è l’era del Big Compute. Crede che sia questa terza evoluzione quella in cui l'informatica quantistica avrà il maggiore impatto.

A differenza di software e algoritmi, Liu prevede che ci sarà un cambiamento significativo collo di bottiglia nello sviluppo dell'hardware, poiché i dispositivi informatici fisici possono produrre solo una determinata potenza. Legge di Moore, che ha alimentato i progressi nella potenza di calcolo negli ultimi decenni, sta finalmente colpendo un muro mentre i transistor raggiungono il punto in cui fisicamente non possono più ridursi. “La potenza informatica si sta lentamente bloccando”, ha detto Liu. “E l’informatica quantistica è la chiave per sbloccarlo”. Per superare il collo di bottiglia nella potenza di calcolo, Liu e il team di Zapata Computing immaginano un sistema informatico che combini dispositivi informatici classici, come GPU, CPU e dispositivi emergenti di calcolo quantistico.

Per connettere questi numerosi dispositivi diversi, sarà necessario un livello di orchestrazione, in cui il software possa definire e delegare compiti ai dispositivi informatici specifici più adatti a eseguirli, siano essi classici o quantistici. La combinazione di dispositivi informatici classici e quantistici costituisce un sistema potente che potrebbe aumentare la potenza di calcolo in modi nuovi. “Gli algoritmi quantistici o i dispositivi quantistici non possono risolvere grandi problemi da soli”, ha affermato Liu. “Questi problemi necessitano di un sistema di dispositivi ibridi e di un livello software intelligente per orchestrare il flusso di dati e l’esecuzione di algoritmi su diversi backend hardware”.

Per accelerare l’era del Big Compute, Liu e il team di Zapata Computing stanno sviluppando la loro piattaforma software quantistica ibrida Orchestra, che si interfaccerà tra i molteplici dispositivi informatici diversi, sia quantistici che classici. Questo sistema sarebbe anche sufficientemente flessibile da integrarsi con diversi tipi di computer quantistici (fotonici, superconduttori, atomici neutri e altri), oltre ai futuri dispositivi quantistici. Ciò consentirebbe ai flussi di lavoro di risoluzione dei problemi di essere compatibili con i futuri progressi dell’hardware.

Liu vede l’attuale ecosistema quantistico come un po’ frammentato tra sviluppo software e hardware, e spera che Zapata Computing e il framework Big Compute possano colmare questo divario. "Le persone ne hanno bisogno adesso per sperimentare e provare", ha commentato Liu. Poiché la frammentazione che Liu vede porterà solo a ulteriori divisioni e a una carenza di talenti più estrema, Liu ritiene che Orquestra possa aiutare a risolvere questi problemi e, a sua volta, aiutare a far evolvere l’ecosistema quantistico in una comunità più unita. Liu ha aggiunto: “Stiamo costruendo uno strumento di connessione, un middleware non solo tra dispositivi classici e quantistici, ma anche tra hardware ibrido e software ibrido”.

Kenna Hughes-Castleberry è una scrittrice presso Inside Quantum Technology e Science Communicator presso JILA (una partnership tra l'Università del Colorado Boulder e il NIST). I suoi ritmi di scrittura includono la tecnologia profonda, il metaverso e la tecnologia quantistica.