Dopo l’annuncio del bando per l’installazione di sei computer quantistici europei, nel marzo 2022, e l’assegnazione delle “hosting entities” nell’ottobre dello stesso anno, prende forma l’azione di sviluppo del sistema europeo del supercalcolo dell’Impresa Comune europea EuroHPC. A fine giugno 2023, infatti, sono stati sottoscritti gli accordi con i sei siti che ospiteranno e gestiranno i computer quantistici, e sono state definite alcune delle caratteristiche delle macchine che andranno ad affiancare i sistemi di supercalcolo europei.
EuroHPC: gli investimenti
L’investimento totale previsto è di oltre cento milioni di euro, derivanti per metà dal Programma Europa Digitale (DEP) del budget dell’Impresa Comune EuroHPC, e per l’altra metà dai contributi degli Stati partecipanti. Le specifiche modalità di finanziamento per ciascun sistema sono riportate negli accordi di hosting.
I sei nuovi computer quantistici EuroHPC saranno integrati nei supercomputer esistenti nella Repubblica Ceca, in Francia, Germania, Italia, Polonia e Spagna. La scelta di queste entità ospitanti, che gestiranno i sistemi per conto dell’Impresa Comune EuroHPC, è stata fatta per garantire una diversità di tecnologie e architetture quantistiche, per dare all’Europa l’opportunità di essere all’avanguardia in questo campo ancora inesplorato, fornendo agli utenti l’accesso a tecnologie quantistiche diverse e complementari. Si cercherà inoltre di sfruttare le complementarità in modo da favorire le sinergie tra tutti i sistemi. In questo senso l’attenzione è rivolta anche alla standardizzazione di componenti chiave, come l’interfaccia di programmazione delle applicazioni, il software di monitoraggio e gli strumenti di gestione dei jobs e degli utenti.
Nuove capacità all’infrastruttura di supercalcolo europea: i vantaggi
Questi sistemi saranno disponibili principalmente per scopi di ricerca e sviluppo a un’ampia gamma di utenti europei, ovunque si trovino in Europa, alla comunità scientifica, all’industria e al settore pubblico, e sosterranno lo sviluppo di un’ampia gamma di applicazioni di rilevanza industriale, scientifica e sociale per l’Europa, aggiungendo nuove capacità all’infrastruttura di supercalcolo europea. L’integrazione del calcolo quantistico nelle applicazioni HPC, infatti, consentirà di ottenere progressi scientifici e nuove opportunità di innovazione industriale in ambiti dove le sole capacità di calcolo ad alte prestazioni non sono sufficienti.
Gli accordi di hosting
Gli accordi di hosting siglati sono documenti contrattuali che definiscono i ruoli, i diritti e gli obblighi di ciascuna parte, rappresentano un passo importante nel percorso di definizione del sistema europeo del calcolo ad alte prestazioni, perché apre la strada al successivo processo di approvvigionamento dei sistemi, che sarà gestito sempre da EuroHPC.
Le caratteristiche dei sei nuovi computer quantistici europei
In questa fase sono anche state definite le caratteristiche dei sei nuovi computer quantistici europei:
LUMI-Q
LUMI-Q sarà ospitato presso la sede del Centro Nazionale di Supercalcolo IT4Innovations (IT4I) di Ostrava, nella Repubblica Ceca, e integrato nel supercomputer EuroHPC KAROLINA. Il consorzio LUMI-Q è una collaborazione paneuropea che coinvolge 9 Paesi europei: Repubblica Ceca, Finlandia, Svezia, Danimarca, Polonia, Norvegia, Germania, Belgio e Paesi Bassi. Il consorzio LUMI-Q mira a realizzare un computer quantistico basato su qubit superconduttori con topologia a stella (ovvero) in cui un singolo qubit è connesso all’intero chipset di qubit.
EuroQCS-Francia
EuroQCS-Francia sarà guidato dal centro di calcolo GENCI (Grand Equipement National de Calcul Intensif). Il computer quantistico sarà installato al TGCC (Très Grand Centre de Calcul du CEA), uno dei tre centri di calcolo nazionali gestiti dal CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) in Francia, dove sarà integrato prima con il supercomputer Joliot-Curie e poi con il prossimo supercomputer exascale del consorzio Jules Verne, costituito per ospitare e gestire il secondo supercomputer EuroHPC exascale ovvero che supererà la soglia di un miliardo di miliardi di calcoli al secondo.
Parallelamente, un simulatore quantistico analogico Fresnel, acquisito dalla start-up francese PASQAL attraverso il progetto pilota HPCQS, cofinanziato dalla JU EuroHPC, sarà anch’esso integrato al supercomputer Joliot-Curie, consentendo agli utenti di accedere ad entrambe le tecnologie mediante la stessa infrastruttura. Il consorzio EuroQCS-Francia è guidato dalla Francia con partner provenienti da Irlanda, Romania e Germania.
Il consorzio EuroQCS-Francia mira a installare un computer quantistico fotonico, partendo da una sorgente di singoli fotoni basata su tecnologia “quantum dots” e integrato con un interferometro quantistico programmabile.
Euro-Q-Exa
Euro-Q-Exa sarà ospitato e gestito dal Leibniz Supercomputing Centre, dell’Accademia Bavarese delle Scienze e delle Lettere (LRZ) in Germania, uno dei tre centri nazionali di supercalcolo del Gauss Centre for Supercomputing (GCS), dove sarà integrato nel supercomputer SuperMUC-NG.
Euro-Q-Exa mira a fornire un computer quantistico basato su qubit superconduttori disposti in una topologia a reticolo quadrato, con qubit e accoppiatori sintonizzabili in frequenza. In seguito, il sistema Euro-Q-Exa fornirà aggiornamenti in due fasi distinte per estendere le capacità dei computer quantistici europei.
Il sistema Euro-Q-Exa sarà finanziato da EuroHPC, dal Ministero federale dell’Istruzione e della Ricerca (BMBF) e dal Ministero statale bavarese della Scienza e delle Arti, e contribuisce alla costituzione della cosiddetta Munich Quantum Valley (MQV).
EuroQCS-Italy
EuroQCS-Italy sarà ospitato nel datacenter del CINECA, situato nel Tecnopolo di Bologna, e integrato nel supercomputer pre-exascale Leonardo, sempre finanziato da EuroHPC, il quarto supercomputer più veloce al mondo. Il consorzio EuroQCS-Italia è guidato dall’Italia con partner provenienti da Germania e Slovenia. Il consorzio EuroQCS-Italia mira a integrare un computer quantistico basato sulla tecnologia dei qubit “neutral atoms”.
EuroQCS-Poland
EuroQCS-Poland sarà ospitato dal Poznan Supercomputing and Networking Center (PSNC), in Polonia, e integrato nell’infrastruttura HPC. Il consorzio EuroQCS-Poland è guidato dal PSNC, ed è formato da altri due partner polacchi – Center for Theoretical Physics Polish Academy of Science e Creotech Instruments S.A – e da un partner lettone: la University of Latvia. Il consorzio EuroQCS-Polonia mira a sviluppare un computer quantistico basato sulla tecnologia “trapped ions”.
EuroQCS-Spagna
EuroQCS-Spagna sarà ospitato dal Barcelona Supercomputing Center (BSC) in Spagna e integrato nel supercomputer EuroHPC pre-exascale MareNostrum5. Il consorzio EuroQCS-Spagna è guidato dal BSC e comprende l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) della Spagna e l’International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL) del Portogallo.
EuroQCS-Spagna mira a sviluppare un computer quantistico analogico, a complemento del computer quantistico digitale e dell’emulatore quantistico che il BSC già ospita nell’ambito dell’iniziativa Quantum Spain. Entrambi i sistemi quantistici saranno integrati e diventeranno un sistema di calcolo eterogeneo composto da diverse partizioni sia analogiche che digitali.
EuroHPC: il futuro dell’innovazione e del trasferimento tecnologico
La creazione di un ecosistema Europeo di supercalcolo integrato con le tecnologie quantistiche sta per divenire realtà ed è proprio da qui che passa il futuro dell’innovazione e del trasferimento tecnologico. Questa iniziativa rappresenta una sfida importante per la ricerca e per la società, e si basa sull’approccio che caratterizza le scelte strategiche dell’Impresa Comune EuroHPC: da un lato stimolare la competizione, e dall’altro sostenere l’attivazione di sinergie, sollecitando una sempre più forte collaborazione trasversale, in particolare tra pubblico e privato, a livello internazionale. Questo progetto ha in sé le caratteristiche per rafforzare anche la capacità dell’Europa di affrontare le sfide della società, per guidare la crescita economica e plasmare le tecnologie del futuro.
