High performance computing

Quantum computing: la nuova frontiera del calcolo ad alte prestazioni è "un’unione di bit, neuroni e qubit"

Il computer quantistico, utilizzato anche nella lotta al Covid-19, non è un’innovazione slegata dalle altre, ma sposa digital computing, AI e anche cloud, spiega Alessandro Curioni, direttore del Laboratorio di ricerca di IBM a Zurigo. Ciò consente una “discovery accelerata” per un progresso rapido della ricerca con applicazioni potenzialmente infinite

13 Mag 2020

Patrizia Licata

Il quantum computing (o computer quantistico) e l’intelligenza artificiale uniscono le forze per accelerare la discovery e permettere scoperte e innovazioni prima impensabili con applicazioni potenzialmente infinite per la scienza e l’industria. Lo ha sottolineato Alessandro Curioni, direttore del Laboratorio di ricerca di IBM a Zurigo, in un incontro con i giornalisti nell’ambito dell’IBM Think2020, l’appuntamento annuale di Big Blue dedicato a partner e clienti che quest’anno si è tenuto in formato digitale.

Il quantum computing non è un’innovazione slegata dalle altre, ha spiegato Curioni. Al contrario, l’unione di tecnologie emergenti ne potenzia i risultati. La nuova grande frontiera dell’informatica è quella che combina “bit + neuroni + qubit”, cioè “supercomputer +AI + computer quantistici”: ciò consente quella “scoperta accelerata” che già oggi viene applicata a diversi settori di ricerca, compresa l’individuazione di vaccini e trattamenti contro il Covid-19.

Calcolo ad alte prestazioni contro il Covid-19

Su questo fronte IBM ha accelerato la creazione del consorzio di High performance computing (HPC) dove tutte le maggiori risorse globali si sono messe a disposizione degli enti di ricerca. Attualmente, ha riferito Curioni, ci sono circa 30 progetti in esecuzione su macchine dotate delle più alte capacità di calcolo. Questi progetti includono il drug design, cioè la formulazione di nuovi farmaci, e il drug repositioning, ovvero l’utilizzo di farmaci già esistenti per la cura del Covid-19, un campo che sembra particolarmente promettente. Le risorse di HPC vengono usate anche per studi epidemiologici, studi sull’evoluzione genetica del virus e la valutazione delle policy di contenimento più efficaci.

IBM ha anche reso disponibili gratuitamente alcune sue tecnologie di calcolo per le attività di discovery; centinaia di gruppi internazionali le stanno utilizzando per cercare una cura o nuovi metodi di contrasto alla pandemia.

Una “nuova” discovery: dalla conoscenza al prodotto

Il metodo di discovery è oggi ribaltato rispetto a quello classico, ha spiegato Curioni. Prima si partiva dal prodotto target e si faceva ricerca mirata, seguita da simulazioni e esperimenti. Oggi, invece, si parte della discovery basata sul calcolo cognitive per procedere a simulazioni e esperimenti e arrivare infine al nuovo prodotto. “Possediamo una massa enorme di conoscenza rispetto al passato, ma è dispersa tra aziende, enti di ricerca, amministrazioni pubbliche e altre organizzazioni e fonti”, ha indicato Curioni. Per questo il punto di partenza è la Deep Search, che estrae e organizza la conoscenza su vasta scala. Seguono le simulazioni AI più avanzate, la generazione di modelli che soddisfano i parametri richiesti e infine la creazione automatizzata e la validazione dei migliori candidati a diventare il “nuovo prodotto”, come un vaccino o un farmaco.

A Zurigo anche i laboratori chimici di IBM basati su AI e cloud

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Agiscono in base a questo nuovo modello anche i Laboratori chimici cloud-based e AI-driven di IBM interni al centro di ricerca di Zurigo e che lavorano sulla sintesi – o meglio retrosintesi – di nuovi materiali e composti capaci di contribuire agli obiettivi ONU sullo sviluppo sostenibile (processi di fissazione della CO2 nell’atmosfera, materiali per aerei più leggeri che consumano meno carburante, componenti meno inquinanti per i device elettronici). La retrosintesi arriva a determinare le sostanze chimiche necessarie per creare una certa molecola.

IBM Research ha rilasciato l’anno scorso la IBM RXN for Chemistry, un’applicazione basata su cloud il cui cuore è una rete neuronale chiamata Molecular Transformer e che già conta una community di oltre 10mila utenti, ha dichiarato Teodoro Laino, Technical leader for Molecular Simulation del Laboratorio di Ricerca di Zurigo. Con il calcolo potenziato da quantum computing e AI, i nuovi materiali possono raggiungere i mercati in media in 1 anno di ricerca per un investimento di 1-10 milioni di dollari, contro i 10 anni di ricerca attualmente necessari e costi compresi fra i 10 e i 100 milioni.

La sinergia che supera i limiti della legge Moore

“Quantum computing, digital computing e AI convivono e hanno vantaggi diversi: per questo vanno usati in sinergia”, ha ribadito Curioni. “Il vantaggio è che, con l’ingresso del quantum computing si superano i limiti della legge di Moore e si torna a una crescita esponenziale della capacità computazionale. In futuro tecnologie come cloud computing, High performance computing e AI saranno strettamente unite al calcolo quantistico e genereranno valore per le imprese, la comunità scientifica e l’intera società”, ha concluso Curioni. Proprio come nel caso della ricerca di un vaccino per il Covid-19: con i giusti dati estratti dall’AI e potenze di calcolo quantistico potrebbe arrivare in due mesi anziché in due anni.

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