Innanzitutto, occorre distinguere tra un supercomputer e un computer quantistico. Sebbene gli obiettivi siano gli stessi, la differenza principale sta nel modo in cui elaborano e risolvono i problemi.

Un computer tradizionale è guidato da uno o più processori e la velocità con cui elabora e analizza i dati dipende dalla potenza di questi processori. Un supercomputer, come quelli di IBM o Atos, utilizza processori convenzionali (GPU) per eseguire un numero molto elevato di calcoli simultaneamente. Sono particolarmente efficaci per risolvere in parallelo i cosiddetti problemi “deterministici”, come la simulazione meteorologica, la fluidodinamica o l'analisi di grandi database. Queste macchine sono ottimizzate per massimizzare la velocità e il numero di calcoli al secondo (misurati in FLOPS).

Per aumentare questa potenza, vengono utilizzati componenti sempre più piccoli, che raggiungono dimensioni inferiori al nanometro, dove le regole della fisica quantistica subentrano a quelle della fisica classica. È qui che entra in gioco l'informatica quantistica. A differenza dei computer convenzionali, che memorizzano le informazioni sotto forma di 0 o 1 (bit), un computer quantistico può registrare ed elaborare questi due stati simultaneamente (Qubit) grazie a un fenomeno noto come superposizione, che aumenta drasticamente la sua potenza di calcolo.

Fonte: CBInsight

Trattandosi di una tecnologia ancora in fase di ricerca e sviluppo, non esiste un unico metodo per realizzare un computer quantistico. Oggi sono in uso sei metodi qubit in diversi stadi di maturità:

  • Qubit superconduttori: operano a temperature prossime allo zero assoluto, consentendo un controllo preciso degli stati quantistici. Sebbene questa tecnologia sia tra le più avanzate, richiede importanti sistemi di raffreddamento.
  • Qubit ionici: questi qubit utilizzano ioni controllati dal laser nel vuoto. Tuttavia, non sono veloci come i qubit superconduttori e presentano problemi di scalabilità.
  • Qubit fotonici: sfruttano particelle elementari di luce per eseguire operazioni quantistiche, manipolandole tramite dispositivi ottici. Tuttavia, l'interazione tra i qubit fotonici rimane una sfida per i calcoli su larga scala, al fine di evitare errori.
  • Qubit di atomi neutri: singoli atomi privi di carica con un numero uguale di elettroni e protoni possono immagazzinare informazioni in diversi livelli energetici. Questi atomi possono essere disposti in array molto densi, il che ne facilita l'uso per sistemi su larga scala, ma sono ancora presenti problemi di interazione.
  • Qubit di spin nucleare o elettronico: questo metodo si basa sullo spin degli elettroni o dei nuclei atomici, manipolato da campi magnetici. Esplorati principalmente nella ricerca accademica, offrono una coerenza prolungata, favorevole alla stabilità dei calcoli, ma il loro controllo preciso e la scalabilità presentano sfide tecniche.
  • Qubit topologici: ancora allo stadio teorico, questo metodo è ancora poco documentato, ma viene comunque utilizzato da Microsoft.

Diamo quindi uno sguardo alle aziende quotate in Borsa posizionate nel segmento dei supercomputer e dei computer quantistici.

Pure player nel settore quantistico

  • IonQ si concentra sul calcolo quantistico a ioni intrappolati, con sistemi disponibili tramite i principali fornitori di cloud. È l'unica azienda i cui sistemi quantistici sono disponibili su Amazon Braket, Microsoft Azure e Google Cloud. È stata la prima società pure player nel settore del CQ.
  • Rigetti Computing sviluppa processori quantistici superconduttori e ha recentemente creato un'architettura modulare di qubit. L'azienda sta anche sviluppando una piattaforma basata su cloud chiamata Forest che consente ai programmatori di scrivere algoritmi quantistici.
  • Quantum Computing è specializzata in sistemi quantistici a temperatura ambiente e in applicazioni commerciabili nei settori della logistica, della bioinformatica, delle scienze fisiche e della vita, della finanza quantitativa e dell'automazione della progettazione elettronica.
  • D-Wave Quantum è pioniera della tecnologia dell'entanglement quantistico e fornisce ai suoi clienti un sistema di cloud quantistico.

I giganti del tech con programmi quantistici

  • IBM è un gigante storico del supercalcolo. L'azienda è leader nel campo dell'informatica quantistica (QC). Ha lanciato l'IBM Q Experience, che consente a oltre 100 clienti di accedere a risorse quantistiche tramite il cloud. Il suo processore quantistico Eagle da 127 qubit è un'opzione di QC leader, utilizzata da aziende importanti come Goldman Sachs e Boeing. L'azienda punta molto su questo segmento.
  • Negli ultimi anni Google (Alphabet) ha fatto notizia nel campo della quantistica, in particolare dopo la pubblicazione di un articolo rivoluzionario su Nature, in cui si affermava che il suo processore quantistico Sycamore era il primo a raggiungere la “supremazia quantistica”. Tuttavia, come le altre grandi aziende citate, Alphabet è un conglomerato altamente diversificato, il che significa che il contributo dell'informatica quantistica alla valutazione complessiva di Alphabet è probabilmente modesto.
  • Microsoft, che si concentra sui qubit topologici e offre servizi quantistici tramite Azure Quantum, sta sviluppando attivamente software quantistici, tra cui l'SDK Q# (pronunciato “Q sharp”). L'azienda sta inoltre investendo in PsiQuantum attraverso il suo braccio di venture capital M12. Tuttavia, l'assenza di qualsiasi riferimento alla quantistica nella relazione finanziaria annuale indica un impatto potenzialmente limitato sul prezzo delle azioni nel breve termine.
  • Intel è un candidato serio per un coinvolgimento significativo nell'informatica quantistica. Nel 2019 Intel ha annunciato Horse Ridge, il chip quantistico Tunnel Falls, e spera di utilizzarlo per diventare uno dei principali protagonisti del QC.
  • Nvidia e le sue GPU vengono ormai utilizzate anche per il deep learning nell'IA. Il gigante gioca un ruolo chiave nell'informatica avanzata e sta entrando nel QC con cuQuantum. Sebbene il quantum computing sia ancora un'area minore per Nvidia, la sua esperienza potrebbe portare a futuri successi in questo settore, rendendola un'interessante posizione di investimento a lungo termine.
  • Amazon, come Microsoft, offre una piattaforma quantistica basata sul cloud all'interno di AWS, chiamata Braket. Questa piattaforma consente di accedere ai sistemi di D-Wave, Rigetti e IonQ. Tuttavia, si tratta di una grande azienda con molti interessi e il termine “quantistico” non è particolarmente presente nei suoi documenti di presentazione.
  • RTX Technologies collabora con IBM nella ricerca quantistica per applicazioni aerospaziali, di difesa e di intelligence.
  • Tencent è la più grande azienda cinese ancora impegnata nella ricerca sui computer quantistici. I giganti tecnologici cinesi Alibaba e Baidu si sono ritirati dalla corsa all'informatica quantistica dopo aver chiuso le loro unità di ricerca all'inizio dell'anno senza fornire spiegazioni specifiche.

Aziende industriali

  • Honeywell: l'azienda ha scorporato la sua divisione Honeywell Quantum Solutions (HQS) per formare Quantinuum, con l'intenzione annunciata di introdurla in Borsa. In attesa della scissione, investire direttamente in Honeywell consente di accedere al settore dell'informatica quantistica. Anche dopo la Borsa di Quantinuum, Honeywell dovrebbe mantenere una partecipazione significativa.

Supercomputer

La maggior parte delle aziende quotate nel segmento dell'informatica quantistica possiede anche supercomputer. Tuttavia, non tutte si distinguono per prestazioni e innovazione. A titolo illustrativo, ci basiamo sulla classifica dei top 500 supercomputer più performanti.

  • Hewlett Packard Enterprise è l'attuale leader del mercato. Con il suo computer Frontier, HPE possiede il supercomputer più potente dal 2022, davanti a Intel (2°), Microsoft (3°), IBM (9°) e Nvidia (10°). L'azienda ha anche quattro supercomputer nella top 10 della classifica annuale dei 500 supercomputer più potenti.
  • Fujitsu, la multinazionale giapponese, ha una lunga storia nel settore dei supercomputer. Con il suo computer Fugaku, il gruppo detiene il quarto computer più potente tra i 500 più potenti. I supercomputer dell'azienda sono utilizzati in un'ampia gamma di settori, come la simulazione industriale, le previsioni meteorologiche e la ricerca scientifica.
  • Lenovo, il principale produttore cinese di PC, ha aumentato la sua quota di mercato dei supercomputer.
  • AMD, il produttore di microprocessori concorrente di Nvidia, è diventato una forza importante nel mercato dei supercomputer. I sistemi di supercomputing sono diventati dipendenti dai processori EPYC e dagli acceleratori Radeon Instinct di AMD grazie alle loro prestazioni competitive e alla loro efficienza energetica.
  • Atos, sotto il nome di Eviden (la parte del gruppo che si occupa di cloud computing, big data e sicurezza), è uno degli unici produttori europei di supercomputer. I suoi supercomputer Leonardo (7°) e MareNostrum (8°) sono i più potenti d'Europa e sono stati acquisiti da Bull nel 2014. Attualmente si vocifera di una scissione tra Eviden e Atos.

Tuttavia, pure player come ParTec, una start-up tedesca, e Canaan, una small cap statunitense, stanno sviluppando e fornendo supercomputer e computer quantistici per aiutare i loro clienti ad addestrare modelli di IA.

Solo un ETF statunitense ha un'esposizione indiretta ai supercomputer e ai computer quantistici:
  • Defiance Quantum ETF: questo tracker cerca di seguire la performance dell'indice BlueStar Quantum Computing and Machine Learning, che a sua volta replica la performance delle società più grandi e più liquide dei settori globali dell'informatica quantistica e dell'apprendimento automatico. Le prime cinque posizioni sono IonQ (5,16%), MicroStrategy (3,30%), D-Wave Quantum (2,48%), Rigetti Computing (2,16%) e Coherent Corp (1,90%). Con 297 milioni di dollari di patrimonio in gestione, le commissioni sono dello 0,40% e la performance annuale è superiore al 18%.