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Scopri di piùQuantum Computing: gestire la complessità per ottimizzare i flussi di lavoro
- Tecniche e use case del Quantum Computing
- Le competenze e l’expertise di Lutech nel Quantum Computing
- Il Quantum Computing nelle Industry: perché investire adesso?
- Il Quantum Computing nel settore Telco&Media
- Computing per l’Industry 4.0 e il training nel Manufacturing
- Il Quantum Computing nei Financial Services
- Security e quantum computing: le opportunità per la crittografia
L’informatica quantistica sfrutta le proprietà della meccanica quantistica per elaborare le informazioni
Entrare in un nuovo paradigma di soluzioni che permettono di affrontare i problemi di complessità elevata. È su questa sfida che si fonda la nascita dei quantum computers che sfruttano la fisica quantistica, una scienza che “rompe” la visione classica del mondo e tenta di studiare la parte più piccola della materia, i quanti, per capire come funziona davvero il nostro universo.
Il Quantum Computing permette di approcciare problemi con complessità proibitiva per i calcolatori classici, in particolare quelli di complessità esponenziale, grazie alla tecnologia qubit: la tecnologia alla base dei nostri computer è detta bit (un’astrazione della realtà racchiusa in uno 0 oppure un 1), mentre un quantum computer utilizza appunto il qubit, una rappresentazione più completa e reale, che permette al sistema di effettuare calcoli che un normale computer non potrebbe mai eseguire. Questi sistemi non sono un sostituto, bensì qualcosa che risolve una classe di problemi a sé stante: se i nostri computer classici fossero un’automobile, i quantum computer sarebbero una nave.
I quantum computers, quindi, ci permetterebbero di affrontare problemi che prima erano del tutto irraggiungibili, risolvendo complessità invalicabili e ottimizzando flussi di lavoro: modelli chimici e l'ingegneria dei materiali, l'intelligenza artificiale, i modelli di rischio delle aziende, i calcoli finanziari e le simulazioni numeriche di ingegneria sono solo alcuni ambiti che ne stanno già traendo beneficio, contribuendo così a migliorare le performance di business, a diminuire le emissioni e a fornire un potente strumento per l’Industry 4.0.
Il valore introdotto dalla computazione quantistica non sarà solo a livello commerciale, ma avrà anche importanti impatti sociali e di sostenibilità. I computer quantistici potranno essere usati per migliorare i modelli di previsione meteorologica, rendere più efficienti i processi produttivi riducendo gli sprechi, aiutare a identificare nuovi materiali e nuove reazioni chimiche che riducano l’impatto ambientale.
Tecniche e use case del Quantum Computing
HPC -High Performance Computing
Acceleratore di R&D, abilitatore della produttività multifattoriale al centro della crescita del settore industriale e Hub di Data Economy: l’opportunità dell’HPC per le imprese.
Vi sono diverse tecniche attraverso le quali si può sfruttare la potenza di calcolo dei computer quantistici e sviluppare algoritmi. Le aree tecnologiche più promettenti a riguardo sono:
- Quantum Machine Learning (QML), che sfrutta le leggi quantistiche per estrarre valore dai dati e dare supporto a soluzioni di business guidate dai dati, accelerando e rendendo più precisi gli algoritmi di intelligenza artificiale;
- Quantum Optimization (QO), algoritmi di ottimizzazione che uniti alla velocità di calcolo quantistico possono supportare problemi complessi;
- Quantum Cybersecurity, per superare gli attuali sistemi in ambito sicurezza con Encryptor quantistici, generatori di numeri casuali quantistici, generatori di chiavi quantistiche, e in ambito comunicazioni criptate;
- Quantum Simulation, algoritmi di simulazione per analizzare le proprietà delle molecole e i comportamenti di reazioni chimiche utili per la messa a punto di nuovi materiali e farmaci;
- Quantum Blockchain, soluzioni post quantistiche con algoritmi a chiave simmetrica con aumentata dimensione delle chiavi, per la sicurezza degli algoritmi e applicazioni in ambito crittografico
Le competenze e l’expertise di Lutech nel Quantum Computing
Il team Quantum Computing di Lutech conta esperti IBM Certified Associate Developer - Quantum Computation using Qiskit v0.2X
Un IBM Qiskit Developer è un professionista certificato in possesso di una conoscenza fondamentale dei concetti di calcolo quantistico ed è in grado di esprimerli utilizzando il Qiskit open source software development kit (SDK).
Per applicare nei diversi settori il Quantum Computing, è cruciale la formazione di personale qualificato che possa comprendere e utilizzare al meglio questa tecnologia altamente complessa per permetterne lo sviluppo operativo delle soluzioni software.
Il Gruppo Lutech, grazie ad un team dedicato di esperti, può accompagnare le aziende di ogni industry in un percorso di evoluzione per possedere il know-how necessario allo sviluppo di applicazioni su computer quantistici, un vantaggio competitivo sempre più strategico per lo sviluppo in campo scientifico ed industriale. Grazie ai nostri partner, siamo in grado di offrire tutte le tecnologie all’avanguardia per l’implementazione dei progetti di quantum computing.
Lutech è inoltre membro del QuIC, l’European Quantum Industry Consortium, la cui mission è aumentare la competitività e la crescita economica dell'industria europea della tecnologia quantistica, per costruire un ecosistema forte e vivace tra aziende, startup, investitori e ricercatori di primo piano. Attraverso questa collaborazione è stato possibile anche avviare dei percorsi di formazione specializzati che si rivolgono sia ai C-Level delle grandi aziende che sono interessati ad approfondire le applicazioni delle tecnologie computazionali quantistiche, sia agli studenti neolaureati che saranno i professionisti del futuro in questo campo.
Tra le esperienze del Gruppo Lutech in ambito Quantum Computing:
- Si è svolto presso il Lutech Campus l’Executive Workshop "Quantum Computing is coming, and it's reinventing the tech Industry”. Nell’ambito del programma Executive Workshop del Lutech Campus, in collaborazione con QURECA, prestigiosa organizzazione scientifica di formatori del Quantum Computing, abbiamo analizzato i fondamenti della fisica quantistica e del suo formidabile ecosistema che tanto differisce dalle leggi della fisica classica, e visto insieme molte applicazioni utili per vari settori industriali e ambiti critici, come la sicurezza quantistica, con concreti casi di studio. Target dell’evento i C-Level di nostri grandi Clienti, quali Intesa Sanpaolo Rent For You, Humanitas, Nexi, Banca Fideuram, IEO, Credemfactor, Mediaset, Crédit agricole Italia, ARIA, Carl Zeiss Vision Italia Spa, Vodafone, Edenred Italia, Banca Sella, UniCredit.
- Assieme a Cineca si è tenuta la Practical Quantum Computing School 2022, un corso digitale per trasmettere ad interessati ed appassionati le attuali tecnologie quantistiche più utilizzate sul mercato. Diverse aziende hanno partecipato all’iniziativa, ognuna portando al tavolo le proprie conoscenze sull’argomento e strumentazioni in uso, in un ambito simil-universitario.
- Il consorzio BI-REX è un importante partner per Lutech, grazie al quale stiamo effettuando diversi progetti relativi al quantum computing con la partecipazione di piccole e grandi imprese. Abbiamo messo a disposizione degli utenti di BI-REX l’esperienza dei nostri esperti ed una macchina QLM che gli stessi possono utilizzare per portare nel concreto le proprie idee.
Il Quantum Computing nelle Industry: perché investire adesso?
Come per l’Intelligenza Artificiale, stiamo vivendo un momento di grande sviluppo ed interesse per i quantum computer: farsi cogliere preparati sta diventando un’esigenza, più che una possibilità, ma come scegliere quali tecnologie approcciare? Come potrebbero migliorare il business aziendale?
Il Quantum Computing nel settore Telco&Media
Sfruttando la velocità e la potenza dei computer quantistici, obiettivi come il miglioramento della schedulazione delle media adv, la creazione di reti di networking o la pianificazione del ciclo di vita di prodotti, sarebbero fortemente ottimizzati.
Computing per l’Industry 4.0 e il training nel Manufacturing
I quantum computer spiccano in diversi settori, grazie alle loro caratteristiche basilari così avanzate. Uno di questi è proprio il manufacturing per lo sviluppo di prodotti e servizi innovativi che trasformano e ridefiniscono la produzione manifatturiera, la ricerca di nuovi materiali e lo sviluppo di nuovi prodotti e, in generale, per l’ottimizzazione dei processi nel manufacturing.
Nello specifico questi sistemi eccellono in ambiti come:
- Quantum chemistry, dove la simulazione di interazioni tra particelle raggiunge dettagli mai concepiti prima quali
- Simulazione di molecole per creazione batterie
- Studi farmaceutici innovativi
- Simulazione di materiali per test preventivi
- Studio di materiali rivoluzionari
- Ottimizzazione combinatoria, ormai presente in quasi ogni problema della produzione
- Schedulazioni processi produttivi
- Incentivazioni e investimenti
- Distribuzione materie prime e gestione magazzini
- Turnazioni
- Quantum Machine Learning, velocizzando ancor di più sistemi automatizzati
- Circuiti quantistici per il training di IA
- Miglioramento di algoritmi per error detection
Il Quantum Computing nei Financial Services
Grazie alla loro “concretezza”, i computer quantistici sono operabili in ambiti che si basano sulla volatilità e malleabilità dei dati, come il settore Finance. Essi, infatti, permettono non solo di ottimizzare modelli e strategia di mercato come quelle di portfolio o di credit scoring, ma anche di creare modelli stocastici estremamente avanzati e completi: le previsioni di mercato vengono effettuate in maniera più precisa e realistica, anche calcolando eventi molto avanti nel tempo, pur rimanendo estremamente flessibili per eventuali modifiche impreviste. Inoltre, la crittografia quantistica può essere utilizzata in ambiti come la creazione di blockchain, per permettere alle stesse di essere sempre più sicure e protette
- Analisi di scenari economici complessi
- Ottimizzazione del trading di titoli
- Calcolo dei rischi di portafoglio
- Segmentazione dei clienti e modellazione delle previsioni
Security e quantum computing: le opportunità per la crittografia
Il quantum computing sarà tutt’altro che una minaccia per la sicurezza, bensì potrà essere utilizzato per migliorare le capacità degli algoritmi di analisi che oggi ci permettono di identificare frodi e attacchi informatici e potenziare ulteriormente i benefici introdotti con l’Intelligenza Artificiale
Da anni si discute su come gli algoritmi di crittografia attualmente in uso siano in pericolo per via dello sviluppo dei computer quantistici. Gli algoritmi di crittografia (come RSA) si basano su metodologie irrisolvibili per i moderni computer: la fattorizzazione di grandissimi numeri primi richiederebbe centinaia se non migliaia di anni per alcuni sistemi. I quantum computer, d’altro canto, sono incredibilmente agili in questa tipologia di compiti e recenti studi dimostrano come alcuni algoritmi attualmente molto usati possano già essere sconfitti.
Utilizzare i computer quantistici per studiare e creare algoritmi “quantum-resistant” o inizializzarsi verso una post-quantum cryptography diventa sempre più un’esigenza concreta e necessaria: bisogna cominciare ad investire adesso per prevenire, non curare.
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