Sta per arrivare il "salto quantico"?
18 miliardi di chilowattora di energia sono stati consumati dai data center in Germania nel 2022. Si tratta di una cifra superiore al consumo energetico dell'intera città di Berlino. E pensare che solo il 3% dei server mondiali si trova in questo Paese. Appare quindi chiaro che la crescente importanza dell'IT in tutti i settori della vita e dell'industria non sta avendo un impatto positivo sull'impronta di CO2 e sul riscaldamento globale. Ma se si guarda più da vicino, non è così semplice. Molti data center in tutto il mondo sono stati costruiti proprio dove è disponibile l'energia rinnovabile, perché il World Wide Web può avere i suoi nodi ovunque. Inoltre, sia i produttori di hardware IT che i gestori dei data center stanno lavorando per ridurre il consumo di energia, con successo. Negli ultimi anni, le performance dei data center tedeschi sono aumentate del 90% e il loro consumo energetico del 63%. Sono quindi diventati più efficienti.
Il ritmo della digitalizzazione: c'è ancora molto da fare
È possibile che ci siano ulteriori miglioramenti? Di sicuro. Forse il termine "salto quantico", che indica un miglioramento tecnologico epocale, si applicherà presto nel vero senso della parola.
L'Università di Siegen ne dà prova. Nel 2010, presso l’Institut für Experimentelle Quantenoptic (Istituto di Ottica quantistica sperimentale) è stato costruito e messo in funzione il primo computer quantistico della Germania. Funziona molto più velocemente del più veloce "supercomputer" convenzionale. Mentre ogni computer "normale" lavora con il sistema binario, cioè elabora i valori 0 e 1 consecutivi, i computer quantistici possono sovrapporre i valori 0 e 1, cioè elaborarli in parallelo. Si parla quindi di qubit invece che di bit. Con 56 qubit si raggiunge la potenza di calcolo del supercomputer convenzionale attualmente più potente. Con ogni qubit raddoppia la performance e si possono raggiungere dimensioni di gran lunga superiori a 1000 qubit. Le performance aumentano quindi in modo esponenziale e si possono risolvere funzioni che oggi non osiamo neppure immaginare, con un consumo di energia che è inferiore di un salto quantico (più precisamente: del 99,9%).
Martin Hill è dottore e professore di Scienze economiche all'Università di Siegen e allo stesso tempo iniziatore e promotore di diverse start-up, nonché membro del consiglio di ifm solutions GmbH. In un'intervista agli ifm SUCCESS DAYS 2023, ha messo a confronto i computer quantistici e i computer convenzionali ad alte prestazioni: "Il più grande cluster ad alte prestazioni del mondo copre un'area delle dimensioni di circa 20 campi da tennis con rack del server e ha il consumo energetico di una città di 100.000 abitanti. Il nostro computer, che ha le stesse prestazioni, ha il consumo energetico di una casa unifamiliare. È qui che si vedono le relazioni e il potenziale di risparmio davvero enorme".
Ma i vantaggi non sono affatto esauriti. In molti processi industriali, sono i moderni sistemi di controllo a garantire, ad esempio, il risparmio energetico e il funzionamento efficiente delle risorse di impianti e fabbriche. Gestiscono i flussi di traffico, i volumi delle acque reflue e persino la produzione di acciaio in modo tale da ottenere l'optimum con il minor utilizzo possibile di energia e risorse. Ed è proprio in questo ambito che i computer quantistici consentiranno ancora una volta di compiere salti quantici e saranno quindi un importante motore per la protezione del clima.
Quando i computer migliorano la protezione del clima
"I computer quantistici eseguono calcoli che oggi non siamo ancora in grado di fare, come ad esempio versioni molto complesse del problema del commesso viaggiatore. L'obiettivo è ottimizzare i percorsi logistici includendo un'ampia gamma di dati. I computer normali non sono in grado di calcolare queste enumerazioni complete, i computer quantistici sì. Lo stesso vale nel caso di un esempio completamente diverso: la simulazione di formulazioni nell'industria farmaceutica, utilizzata per calcolare gli effetti dei farmaci, la loro efficacia e le loro interazioni. Questi sono i tipici calcoli di ottimizzazione per i quali utilizzeremo i computer quantistici in futuro, e certamente anche per la valutazione dei dati meteorologici e delle emissioni, con l'obiettivo di migliorare la protezione del clima", afferma il Prof. Dr. Martin Hill.
Il salto quantico (del computer) arriverà
Quindi: il salto quantico arriverà. In molti processi industriali, i moderni sistemi di controllo e i moduli software garantiscono già un funzionamento di macchine, impianti e interi stabilimenti risparmiando energia e risorse.
La digitalizzazione ha già permesso di risparmiare il consumo di molti gigawattora di energia e l'emissione di molte tonnellate di CO2 , anche se consuma energia. Nessuno ha ancora stilato il bilancio complessivo - consumi propri calcolati rispetto ai risparmi (e, per inciso, un calcolo esatto di questa portata difficilmente sarebbe realizzabile senza la digitalizzazione). Ma è ovvio che il risparmio energetico avviato dai moderni sistemi di controllo e dai computer sia significativamente superiore al loro consumo energetico.
Maledizione o benedizione, minaccia o opportunità?
Non c'è ragione per inveire contro la digitalizzazione e considerare l'Intelligenza Artificiale come una minaccia. Come per ogni nuova tecnologia, esistono opportunità e rischi per l'ambiente e la società. Per il Prof. Martin Hill, tuttavia, i vantaggi superano chiaramente gli svantaggi: "Vedo la digitalizzazione come un'enorme opportunità per l'industria tedesca. Innanzitutto, questa tendenza non può essere contrastata: la digitalizzazione avanzerà in molti ambiti della vita e del lavoro. Non siamo in pole position, né in Europa né nel mondo. Pertanto, abbiamo ancora tantissimo da recuperare. Se non capiamo questo aspetto e finalmente non partiamo, perderemo competitività in Germania e non solo l'industria, ma anche la nostra società finirà in una situazione di arretratezza. Quindi sì alla digitalizzazione! Molto, molto più in fretta di quanto avvenuto finora! Abbiamo bisogno di tanta velocità in più. In questo campo ci sono enormi opportunità e vantaggi".
L'IA ha bisogno di barriere di sicurezza
E l'intelligenza artificiale? Non c'è il rischio che vada fuori controllo? Martin Hill: "Anche in questo caso, la prima cosa da fare è vedere i vantaggi. Un solo esempio: in Germania, i medici dedicano circa il 60% del loro tempo alla documentazione e solo il 40% ai pazienti. Se in futuro utilizzeranno l'AI, come ChatGPT, si otterrà un notevole guadagno in termini di efficienza, a tutto vantaggio del paziente. Tuttavia, abbiamo bisogno di un codice di condotta per garantire che l'uso dell'AI non ci sfugga di mano in termini morali e di etica sociale. In Danimarca, ad esempio, il diritto all'assistenza sociale di una persona viene calcolato utilizzando l'AI: è questo che vogliamo? La domanda è giustificata. Ecco perché abbiamo bisogno di barriere di sicurezza per alcune aree della digitalizzazione, soprattutto per l'AI".
