Il Quantum Computing mira a sfruttare i fenomeni quantistici per velocizzare i calcoli. In Idea-Re, crediamo che il Quantum Computing, nel prossimo futuro, sarà una delle tecnologie trainanti per la risoluzione dei problemi e per la manipolazione dei dati. Ad oggi, ci sono ancora alcune difficoltà nell’esplorazione del potenziale del calcolo quantistico per i non esperti, principalmente a causa della mancanza di competenze specifiche. La strategia che le aziende stanno adottando si basa sempre più frequentemente sull’open innovation, ovvero l’utilizzo della cooperazione esterna per la risoluzione di importanti problemi tecnico-scientifici. Così, grazie alla naturale propensione a collaborare con il mondo accademico e i centri di ricerca, Idea-Re si inserisce non solo come centro di competenza sull’informatica quantistica, ma anche come elemento di connessione con il mondo della ricerca.
Idea-Re ha l’obiettivo di avvicinare il Quantum Computing alle aziende, affrontando casi d’uso del mondo reale, con particolare riferimento ai problemi di ottimizzazione, onnipresenti nella vita quotidiana, che di solito comportano la ricerca del modo più conveniente per risolvere un compito specifico, risparmiando sui costi e aumentando l’efficienza.
Il team di R&D, che comprende fisici e ingegneri ed è guidato da un Professore Ordinario di Misure, ha maturato ad oggi competenze che consentono l’esplorazione delle potenzialità degli algoritmi quantistici in vari ambiti (logistica, finanza, medicina, automotive, etc.)
Progetti
- Solving Sensor Placement Problem In Real Water Distribution Networks Using Adiabatic Quantum Computation: Idea-Re ha sviluppato un modo efficiente per posizionare i sensori di pressione su una rete di distribuzione idrica a partire dalla sua topologia e da poche altre caratteristiche. Il problema può essere facilmente formulato come Ottimizzazione Binaria Quadratica Non Vincolata (QUBO) specificando un’Hamiltoniana il cui stato fondamentale codifica la soluzione, ovvero le migliori configurazioni, del problema. Si scopre che il problema può essere facilmente implementato su un annealer quantistico e che è possibile trovare una soluzione in un breve lasso di tempo. L’algoritmo è attualmente utilizzato da una società privata in Italia per il calcolo in tempo reale del posizionamento dei sensori.
- Optimization of indoor localization systems: Idea-Re ha sviluppato un sistema per individuare il posizionamento di antenne RTLS (Real Time Location System) in un ospedale, per la sorveglianza delle attività e dei rischi relativi alle infezioni correlate all’assistenza (ICA), nell’ambito del progetto “DATAH: A DATA driven solution to reduce multidrug-resistant (MDR) bacteria Health hazard”.
- A novel approach to face early pandemics using QUBO models: Idea-Re ha sviluppato sistema integrato per il monitoraggio di reti fognarie e sorveglianza epidemiologica basata su analisi di reflui, con particolare riferimento all’individuazione e quantificazione del SARS-CoV-2, mediante sistemi innovativi e protocolli di campionamento. Il sistema, denominato “WBE-COVID – a new wastewater-based epidemiology (WBE) system to track COVID-19”, è attualmente installato a servizio della città di Verbania, in Italia, per il monitoraggio della salute pubblica.
- QSUD mira a integrare principi di design sostenibile con tecniche di ottimizzazione avanzate per la progettazione intelligente di componenti meccanici. QSUD sfrutterà algoritmi quantum-inspired (e.g. QUBO) per affrontare la progettazione di componenti/prodotti ambientalmente sostenibili migliorandone le prestazioni.Il nucleo di QSUD coinvolge lo sviluppo di un modello che incapsula sia i requisiti di integrità strutturale sia considerazioni di impatto ambientale del processo di design. I criteri di ottimizzazione includeranno efficienza dei materiali, riciclabilità e impronta di carbonio associata alla produzione e al ciclo di vita dei componenti.
La novità del progetto è nell’ approccio multidisciplinare, che combina ingegneria meccanica, teoria dell’ottimizzazione e scienze ambientali. Sfruttando il potere delle formulazioni QUBO e del calcolo quantistico, il progetto mira a spingere i confini delle metodologie di design tradizionali, offrendo un percorso verso design meccanici più sostenibili e innovativi.
I casi d’uso potenziali per l’ottimizzazione quantistica non si limitano alle reti spaziali. L’informatica quantistica può migliorare molti campi diversi, come la finanza, la cybersecurity, la sanità e il settore farmaceutico, i trasporti e la logistica, l’aerospaziale e l’automotive e molti altri campi che aspettano solo di essere esplorati.