Guadagnare dal quantum è possibile?
Domanda banale per chi è del settore ma non per chi è fuori
I computer quantistici realmente utili e utilizzabili su larga scala sono ancora lontani... e allora – escludendo enti pubblici di ricerca e poche aziende con disponibilità economiche enormi – come può esistere un ecosistema quantum fatto da piccole aziende, start up e professionisti di vario genere?
Sul tema ne avevamo parlato qualche mese fa al Associazione Festival della Scienza di Genova in un incontro con Sabrina Maniscalco, Ilaria Siloi e Leonardo Quattrucci e ne erano uscite cose molto interessanti. Sabrina Maniscalco, dell’Università di Helsinki, con la sua startup Algorithmiq, di cui è Co-founder and CEO, offre servizi di sviluppo di algoritmi quantistici applicati al campo biomedico ed è la prova provata che nel quantum esistano anche realtà medio piccole in grado di sostenersi economicamente. Qui se volete potete rivedere tutta la conferenza, per la newsletter di oggi ho però voluto parlarne con Riccardo D'Alessandri, Managing Partner at Scientifica Venture Capital, che da poco ha dato vita a un fondo specifico per investimenti nel quantum, qui trovate qualche info in più sui loro programmi.
Ma prima di entrare nel tema vorrei segnalarvi alcune novità importanti emerse in queste settimane e segnalarvi un piccolo evento che modererò a Padova, il 4 maggio, in occasione del Festival della Scienza e dell’Innovazione Galileo. Con Fabio Sciarrino, del Quantum Lab della Sapienza, e Simone Montangero, co-leader dello Spoke 10 dedicato al Quantum computing di Icsc – Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing e direttore del Centro di Calcolo e Simulazioni Quantistiche dell’Università di Padova. discuteremo della situazione attuale del quantum e le principali sfide ancora da vincere. Insomma, tante cose interessanti con alcuni dei protagonisti italiani del settore. Uno dei temi, che vorrò poi sintetizzarvi qui il prossimo mese, sarà mappare e capire meglio la situazione italiana. Qui maggiori dettagli.
Puntini sparsi (guerra agli errori)
Come sempre vi segnalo poi una serie di pubblicazioni uscite in queste settime, il tema caldissimo è sempre quello delle tecniche per l’eliminazione degli errori. Protagonisti questa volta, con una serie di scatti incredibili, 3 colossi americani. Andiamo con ordine:
Partiamo dal paper pubblicato su Nature, in copertina, dal gruppo di ricerca dell'IBM guidato da Sergey Bravyi, dell'Istituto di ricerca Watson e che vede anche la presenza di Jay Gambetta. Si tratta di un grande avanzamento nelle tecniche di correzione degli errori, una nuova tecnica che come spiegato anche da Federico Mattei, Quantum business developer di IBM, si inserisce perfettamente anche nella roadmap presentata a inizio anno dall’azienda che prevede 3 pilastri: processori più potenti e scalabili, software abilitante, e lo sviluppo di un ecosistema quantum.
Come detto più volte, gli errori (dovuti al fatto che i qubit sono super sensibili a disturbi esterni) sono la sfida su cui si stanno concentrando la gran parte degli sforzi attuali. Una delle possibili soluzioni è quella di creare grandi quantità di copie di ogni qubit, tante copie ridondanti per avere un qubit ‘logico’ finale. Il passo in avanti presentato ora, su piattaforme a superconduttori (dette anche a transmoni), è stato il riuscire a ottenere qubit logici, dunque senza errori, usando pochi qubit fisici, 10 volte meno degli esperimenti precedenti. Qui per ANSA avevo provato a sintetizzare la questione chiedendo il contributo di vari esperti, in particolare Fabio Sciarrino, Federico Mattei e Simone Severini, direttore di Quantum computing di Amazon Web Services (AWS).
Restando nella galassia AWS vi segnalo questa nuova tecnica sviluppata da ricercatori del colosso di Seattle e nata un po’ per gioco ma che si sta dimostrando di un certo interesse. Una tecnica detta a doppio binario, dual-rail, che consiste di creare una sorta di clone di ogni qubit: proprio i cloni permettono di riconoscere in modo più facile se e quale dei qubit originali abbia subito qualche alterazione. Siamo alle primissime fasi di sviluppo e il prossimo passo sarà quello di realizzare un chip dedicato più grande, con un maggior numero di qubit con il sistema di ‘cancellazione’ a doppio binario. Qui trovate il link alla spiegazione fatta sul blog di AWS mentre qui su ArsTechnica il tema della dell’eliminazione degli errori, tra cui la tecnica a doppio binario, trattato in modo più approfondito e davvero ben scritto.
Infine arriva forse il colpo più grosso. A metterlo a segno è Microsoft attraverso Quantinuum una sorta di società satellite: l’idea è sempre quella della distinzione tra qubit logici e fisici ma questa volta i qubit non sono transmoni (superconduttori) ma ioni intrappolati, una tecnologia abbastanza simile a quella di QuEra Computing Inc. che sviluppa processori ad atomi neutri e di cui avevamo parlato recentemente (link). Non 10, non 50 ma 800! L’annuncio è quello di aver abbattuto il tasso di errore di 800 volte e ottenuto in un piccolo chip 4 qubit logici senza errori usando appena 30 qubit fisici. Ecco qui qualche informazione in più su ANSA.
MONEY MONEY
Dopo tutto questo, eccoci finalmente sul tema di apertura!
Volevo esplorare la questione sulla sostenibilità economica del quantum, provando a rispondere alla domanda delle domande: Come diavolo si fa a vivere di un settore che tutto sommato ancora non esiste?!?!
Ho chiesto lumi a Riccardo D’Alessandri, Managing Partner at Scientifica Venture Capital, e questo è il risultato finale:
“Ogni volta che abbiamo a che fare con nuova tecnologia ci sono due domande a cui dobbiamo trovare risposte, la prima è se realmente troverà applicazione, la seconda è quando. Nel quantum la prima ha già trovato risposta ed è sì! Resta da capire meglio il quando”.
Secondo D’Alessandri, e tantissimi molti analisti del settore, i recenti avanzamenti potrebbero portarci a entrare nell’era del quantum senza neanche accorgercene e senza un adeguato anticipo negli investimenti si rischierebbe solo di essere fuori dal mercato.
“Tra l’altro credo sia opportuno anche chiarire il concetto di ‘mercato’, in quanto oggi siamo abituati a pensare che il mercato esista solo se un prodotto si può comprare online. Certo non troveremo un computer quantistico sullo store Amazon ma utilizzando una definizione più appropriata di cosa sia ‘mercato’, qualcosa che per esistere ha bisogno di domanda – offerta, allora avremo la conferma che le tecnologie quantistiche hanno già un mercato”.
E infatti gli esempi che generano entrate sono tanti. Dalle aziende che sviluppano hardware quantistico e offrono accesso anticipato ai loro prototipi tramite cloud a quelle che sviluppano algoritmi per specifici casi d’uso (pronti a essere operativi non appena l'hardware necessario sarà disponibile), passando da quelle che stanno utilizzando i computer classici per simulare sistemi quantistici (utili ad esempio per la chimica farmaceutica e lo sviluppo di nuovi materiali) fino alle aziende che offrono formazione, workshop, corsi online e certificazioni.
Oltre a questi aspetti c’è un'altra importante rivoluzione che sta correndo e che potrebbe accelerare i tempi su molti segmenti di mercato ed è l'adozione di sistemi ibridi quantistico-classici, che combinano la potenza di calcolo quantistica con i tradizionali computer classici.
“Questi sistemi ibridi offrono il vantaggio di poter essere utilizzati per risolvere problemi complessi in modo più efficiente di quanto sia possibile con le sole tecnologie classiche, sfruttando le capacità uniche del calcolo quantistico dove sono più vantaggiose, mentre si affidano alla robustezza e all'affidabilità dei sistemi classici per altre parti del processo computazionale”.
“Ad esempio, Qubit Pharmaceuticals sta già offrendo soluzioni innovative nel campo della scoperta di farmaci. La loro strategia include un approccio ibrido che sfrutta sia il calcolo classico che quello quantistico per affrontare le sfide della scoperta di farmaci, in particolare nella simulazione e modellazione molecolare. Questo approccio ibrido permette di ottimizzare l'uso delle risorse computazionali disponibili oggi, mantenendo al contempo la capacità di integrare pienamente le capacità di calcolo quantistico non appena saranno disponibili su larga scala. Qubit Pharmaceuticals sta sviluppando una piattaforma di scoperta di farmaci utilizzando il modello di programmazione NVIDIA QODA per computer ibridi quantistico-classici, insieme al proprio software suite Atlas. Atlas crea simulazioni dettagliate di molecole fisiche, accelerando i calcoli fino a 100.000 volte rispetto ai metodi di ricerca tradizionali”.
Infine, occorre ricordare il confine tra ricerca scientifica e industriale, perché nonostante possano apparire simili, le loro motivazioni e risultati finali possono essere molto diversi. Mentre la ricerca scientifica mira a espandere la conoscenza umana, esplorando nuovi orizzonti senza una necessaria applicazione immediata, la ricerca industriale è strettamente legata agli obiettivi di business delle aziende che la finanziano. Questo tipo di ricerca è focalizzato sullo sviluppo di nuovi prodotti, tecnologie o processi che possono essere commercializzati per generare profitto.
“Apple è un esempio eccellente di come le aziende investano nella ricerca e nello sviluppo non solo per innovare e migliorare i propri prodotti ma anche per assicurarsi vantaggi competitivi sostenibili nel tempo. Apple investe miliardi di dollari in R&D ogni anno, con l'obiettivo di creare tecnologie rivoluzionarie e prodotti che rispondano e anticipino le esigenze dei consumatori. Questi investimenti hanno permesso a Apple di rimanere all'avanguardia nel settore tecnologico, introducendo prodotti come iPhone, iPad e Apple Watch, che hanno definito categorie di prodotti interamente nuove.
“Possiamo quindi affermare che molte delle attività di ricerca nelle tecnologie Quantistiche attualmente in corso sono molto più vicine al concetto di ricerca industriale piuttosto che di ricerca scientifica, perché tendono a trasformare la conoscenza in soluzioni concrete che guideranno l'innovazione e il progresso economico”.
Grazie Riccardo D’Alessandri per il prezioso contributo
Per concludere ecco a voi qualche proposta per gli acquisti!
Undici startup quantum europee da tenere d’occhio secondo Sifted, nessuna italiana (siamo davvero carenti in questo) ma c’è la nostra Sabrina Maniscalco con la sua finlandese Algorithmiq.
https://sifted.eu/articles/quantum-computing-startup-vc-europe
Alla prossima!
Quantum Dots è una newsletter gratuita per orientarsi e comprende quel che sta avvenendo nell’incredibile nuovo mondo delle tecnologie quantistiche. Parla di computer, comunicazioni, sensori, algoritmi, sensori, economia, etc., tutto declinato nel mondo Quantum. E’ una newsletter per informare in modo completamente libero… Se ti piace inoltrala e promuovila sui social! Quantum Dots vive di passaparola.
ENGLISH VERSION
Is profiting from the quantum possible?
Trivial question for those in the industry but not for those outside it
Quantum computers that are really useful and usable on a large scale are still a long way off, so - excluding public research bodies and a few companies with huge budgets - how is it possible that a quantum ecosystem made up of small companies, start-ups and professionals of various kinds could exist?
We talked about this topic a few months ago at the Genoa Science Festival in a meeting with Sabrina Maniscalco, Ilaria Siloi and Leonardo Quattrucci, and some very interesting things came out of it. Sabrina Maniscalco, from the University of Helsinki, with her startup Algorithmiq , of which she is co-founder and CEO, offers services for the development of quantum algorithms applied to the biomedical field and is proof that in the quantum field there are also medium-small companies capable of sustaining themselves economically. Here you can review the entire conference, but for today's newsletter I wanted to talk to Riccardo D'Alessandri, Managing Partner at Scientifica Venture Capital, which has recently set up a specific fund for investments in quantum, here is an interview on the subject
But before getting into the subject, I would like to point out some important new developments that have emerged in recent weeks, and to tell you about a small event that I will be moderating in Padua, on 4 May, during the Galileo Science and Innovation Festival. With Fabio Sciarrino, of the Quantum Lab of Sapienza University, and Simone Montangero, co-leader of the Spoke 10 dedicated to Quantum computing of Icsc - National Research Centre in High Performance Computing, Big Data and Quantum Computing and director of the Centre for Quantum Computing and Simulations of the University of Padua. we will discuss the current situation of quantum computing and the main challenges still to be overcome. In short, lots of interesting things with some of the Italian protagonists in the field. One of the topics, which I will summarise here next month, will be mapping and better understanding the Italian situation. More details here.
Random dots (war on errors)
As always, I would then like to point out a series of publications that have come out in recent weeks, the hot topic always being error-elimination techniques. The protagonists this time, with a series of incredible shots, are three American giants. Let us go in order:
Let's start with the paper published in Nature, on the cover, by the Ibm research group led by Sergey Bravyi of the Watson Research Institute and also featuring Jay Gambetta. This is a major advance in error correction techniques, a new technique that, as also explained by Federico Mattei, IBM's quantum business developer, also fits in perfectly with the roadmap presented at the beginning of the year by the company, which envisages three pillars: more powerful and scalable processors, enabling software, and the development of a quantum ecosystem.
As mentioned several times, errors (due to the fact that qubits are super-sensitive to external disturbances) are the challenge on which most of the current efforts are focused. One of the possible solutions is to create large numbers of copies of each qubit, so many redundant copies in order to have a final 'logical' qubit. The breakthrough presented now, on superconducting platforms (also known as transmon platforms), has been to succeed in obtaining logical qubits, i.e. without errors, using just a few physical qubits, 10 times fewer than previous experiments. Here for ANSA I had tried to summarise the issue by asking for contributions from various experts, in particular Fabio Sciarrino, Federico Mattei and Simone Severini, director of Quantum computing at Amazon Web Services (AWS).
Remaining in the AWS galaxy, I would like to point out this new technique developed by researchers at the Seattle giant, which was born somewhat for fun but is proving to be of some interest. A technique known as dual-track, dual-rail, which consists of creating a sort of clone of each qubit: it is precisely the clones that make it easier to recognise if and which of the original qubits has undergone any alteration. We are in the very early stages of development and the next step will be to make a larger dedicated chip with more qubits with the dual-rail 'erasure' system. Here you can find the link to the explanation made on the AWS blog, while here on ArsTechnica the topic of error elimination, including the double-binary technique, is treated in more detail and really well written.
Finally comes perhaps the biggest blow. The idea is still that of the distinction between logical and physical qubits, but this time the qubits are not transmons (superconductors) but trapped ions, a technology quite similar to that of QuEra, which develops processors with neutral atoms, which we spoke about recently (link). Not 10, not 50 but 800! The announcement is to have lowered the error rate by 800 times and achieved in a small chip 4 error-free logical qubits using just 30 physical qubits. Here it is in more detail at ANSA
MONEY MONEY
After all that, here we are finally on the opening theme!
I wanted to explore the question of the economic viability of quantum, trying to answer the question of questions: How the hell do you make a living out of an industry that doesn't even exist yet?!?!
I asked Riccardo D'Alessandri, Managing Partner at Scientifica Venture Capital, for clarification, and this is the end result:
"Whenever we are dealing with new technology there are two questions we have to find answers to, the first is whether it will really find application, the second is when. In quantum the first has already been answered and that is yes! It remains to be better understood when'.
According to D'Alessandri, and many analysts in the sector, recent advances could lead us to enter the quantum era without even realising it, and without adequate advance investment we would only risk being out of the market.
"Among other things, I think it is also appropriate to clarify the concept of 'market', as today we are used to thinking that the market only exists if a product can be bought online. Of course we won't find a quantum computer on the Amazon store, but if we use a more appropriate definition of what a 'market' is, something that needs supply and demand to exist, then we will have confirmation that quantum technologies already have a market.
And indeed, the examples that generate revenue are many. From companies that develop quantum hardware and offer early access to their prototypes via the cloud to those that develop algorithms for specific use cases (ready to be operational as soon as the necessary hardware is available), from those that are using classical computers to simulate quantum systems (useful for example in pharmaceutical chemistry and the development of new materials) to companies that offer training, workshops, online courses and certifications.
In addition to these aspects, there is another important revolution that is racing ahead and could accelerate many market segments and that is the adoption of hybrid quantum-classical systems, which combine quantum computing power with traditional classical computers.
"These hybrid systems offer the advantage that they can be used to solve complex problems more efficiently than is possible with classical technologies alone, exploiting the unique capabilities of quantum computing where they are most advantageous, while relying on the robustness and reliability of classical systems for other parts of the computational process."
"For example, Qubit Pharmaceuticals is already offering innovative solutions in the field of drug discovery. Their strategy includes a hybrid approach that leverages both classical and quantum computing to address drug discovery challenges, particularly in molecular simulation and modelling. This hybrid approach allows them to optimise the use of computational resources available today, while maintaining the ability to fully integrate quantum computing capabilities as they become widely available. Qubit Pharmaceuticals is developing a drug discovery platform using the NVIDIA QODA programming model for hybrid quantum-class computers, together with its Atlas software suite. Atlas creates detailed simulations of physical molecules, accelerating calculations up to 100,000 times faster than traditional search methods.
Finally, the boundary between scientific and industrial research must be remembered, because although they may appear similar, their motivations and end results can be very different. While scientific research aims to expand human knowledge, exploring new horizons without a necessary immediate application, industrial research is closely linked to the business objectives of the companies that fund it. This type of research focuses on the development of new products, technologies or processes that can be commercialised to generate profit.
"Apple is an excellent example of how companies invest in research and development not only to innovate and improve their products but also to secure sustainable competitive advantages over time. Apple invests billions of dollars in R&D every year, with the goal of creating revolutionary technologies and products that meet and anticipate consumer needs. These investments have allowed Apple to remain at the forefront of the technology industry, introducing products such as the iPhone, iPad and Apple Watch, which have defined entirely new product categories.
"We can therefore say that many of the research activities in Quantum technologies currently underway are much closer to the concept of industrial research rather than scientific research, because they tend to transform knowledge into concrete solutions that will drive innovation and economic progress".
Thank you Riccardo D'Alessandri for your valuable contribution
o conclude, here are some suggestions for purchases!
Eleven European quantum startups to keep an eye on according to Sifted, none Italian (we are really lacking in this) but there is our Sabrina Maniscalco with her Finnish Algorithmiq.
https://sifted.eu/articles/quantum-computing-startup-vc-europe
Until next time!
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