Il team del quantum computing del Centro di ricerca, sviluppo e studi superiori in Sardegna CRS4, formato dalla ricercatrice Giuliana Siddi e dai tecnologi Marco Moro e Michele Muggiri, grazie alle infrastrutture di calcolo acquisite con il recente investimento da oltre 3 milioni di euro, è riuscito ad emulare le operazioni di un computer quantistico da 30 quantum bit (qubit), superando con successo i test convenzionali (benchmark) che validano il massimo numero di qubit simulabili in modo affidabile con hardware tradizionale.
Giacomo Cao, amministratore unico del CRS4: “Con orgoglio si può affermare che è stato possibile emulare le operazioni di un computer quantistico da 30 qubit grazie all’utilizzo delle nuove infrastrutture del centro di calcolo che raggiunge una potenza installata pari a 4,3 PetaFlops e uno spazio di archiviazione di 6,3 PetaByte. Questo risultato è comparabile con quelli raggiunti recentemente da altri centri di ricerca nazionali e internazionali. Auspichiamo naturalmente di poter disporre nel più breve tempo possibile di una macchina quantistica da 100 qubit che ci permetterebbe di incrementare ulteriormente le prestazioni di calcolo e diventare uno dei Centri più performanti a livello internazionale su questa tematica”. Conclude Cao: “Il CRS4 da un lato, ringrazia la Regione Sardegna per il continuo sostegno finanziario rivolto anche ad investimenti che mettono significativamente in luce l’Isola e dall’altro, risponde con fatti concreti alle esigenze di crescita e di sviluppo della collettività”.
Un computer quantistico sfrutta alcune delle proprietà uniche della fisica quantistica e consente di risolvere problemi estremamente complessi anche per gli attuali supercomputer. Il fatto di utilizzare i qubit (e non i normali bit) consente di immagazzinare un’enorme quantità di informazioni e consumare meno energia rispetto ai computer classici.
Il gruppo di esperte ed esperti del CRS4 ha utilizzato specifici software chiamati “simulatori di computer quantistici” che consentono di emulare il comportamento di una macchina quantistica sfruttandone le più svariate possibilità di applicazione. In tal modo, il Centro potrà sviluppare algoritmi proprietari legati alla tecnologia quantistica utilizzando direttamente le infrastrutture di calcolo disponibili senza dover accedere alle risorse in rete (cloud) ed eliminando così le relative tempistiche di accesso.
Come è noto, Il calcolo quantistico potrebbe essere applicato in moltissimi settori, tra i più importanti: l’apprendimento automatico (machine learning); l’intelligenza artificiale; la chimica; la farmacologia; la finanza; la salute; la sicurezza informatica. Il CRS4, pertanto, con i risultati raggiunti punta al continuo miglioramento delle prestazioni degli algoritmi che sviluppa, in termini di operazioni eseguite nel minor tempo possibile e con risultati in tempo reale.
Caratteristiche del centro di calcolo del CRS4
Potenza di calcolo 4,3 PetaFlops; spazio disco 6,3 Petabyte; oltre 250 nodi computazionali per un totale di più di 8000 core e connessioni di rete a bassa latenza e ampia banda; file system distribuito con accesso parallelo RDMA via Infiniband; cluster ibridi CPU/GPU per simulazione/emulazione calcolo quantistico; 16 nodi con disponibili 16 Nvidia T4 GPU; 4 nodi con disponibili 12 Nvidia A100 Tensor Core GPU; file system distribuito con accesso parallelo, implementato con GPU Direct Storage (Nvidia GDS) per l’accesso diretto tra memoria GPU e storage; file system distribuito ad accesso parallelo; rete ethernet di core 100Gb/s; rete Infiniband low latency 100Gb/s.