Microsoft ha annunciato tre importanti novità volte a far progredire la chimica computazionale e la scoperta della scienza dei materiali utilizzando il servizio Azure, l’HPC, l’IA e le tecnologie quantistiche. L’obiettivo di questi sforzi, come ha dichiarato il CEO di Microsoft Satya Nadella, è quello di comprimere 250 anni di chimica nei prossimi 25.

Azure Quantum Elements

Il primo annuncio riguarda un prodotto che Microsoft chiama Azure Quantum Elements e che utilizza l’HPC e l’intelligenza artificiale per accelerare alcune simulazioni chimiche fino a 500.000 volte. Un componente chiave di questo software è l’utilizzo di un modello GPT-4 che è stato migliorato alimentandolo con dati aggiuntivi nelle aree dell’informatica quantistica e della chimica. Un problema comune nella scoperta di farmaci e materiali è quello di vagliare un composto da una potenziale libreria di milioni di composti per trovare potenziali candidati per ulteriori test.

Azure Quantum Elements è in grado di simulare 1,5 milioni di potenziali configurazioni molecolari in reazioni complesse che potrebbero avere fino a 50.000 passaggi elementari per trovare questi candidati. Quantum Elements supporta anche numerosi strumenti di chimica computazionale tra cui Aiida, Gromacs, NAMD, Scine, Lammps e NWChem. Microsoft ha dichiarato che i primi utilizzatori, tra cui BASF, AkzoNobel, AspenTech, Johnson Matthey, SCGC e 1910 Genetics, hanno lavorato con successo con Quantum Elements e stanno adottando lo strumento come parte della loro attività di ricerca e sviluppo.

azure quantum 2

Al momento, Quantum Elements, disponibile da alcuni giorni in preview privata, non utilizza veri e propri computer quantistici per questo lavoro di produzione, ma Microsoft stima che quando saranno disponibili computer quantistici più performanti, questi consentiranno di migliorare di 100 volte l’accuratezza delle previsioni chimiche. Gli utenti interessati possono iscriversi per partecipare a questa anteprima registrando il proprio interesse qui. 

Copilot in Azure Quantum

Il secondo annuncio di Microsoft riguarda Copilot in Azure Quantum. Si tratta di un assistente basato sull’intelligenza artificiale con cui l’utente può comunicare in linguaggio naturale per risolvere complessi problemi di chimica e scienza dei materiali.  Una delle sfide più grandi nel campo dell’informatica quantistica è quella di consentire agli esperti della materia, in questo caso i chimici, di utilizzare al meglio l’informatica quantistica senza dover seguire una formazione approfondita in fisica quantistica o in programmazione quantistica. Copilot è un nuovo strumento che li aiuterà a farlo e che può migliorare significativamente la produttività.

Copilot è attualmente disponibile gratuitamente e include un editor di codice integrato, un simulatore quantistico, una compilazione del codice senza soluzione di continuità e funzionalità di interrogazione e visualizzazione dei dati, oltre alle funzionalità sopra menzionate. Gli utenti possono registrarsi per utilizzare Copilot insieme ad Azure Quantum.

Roadmap concettuale per un supercomputer quantistico

L’ultimo annuncio di Microsoft è una roadmap concettuale in sei fasi per un supercomputer quantistico, come possiamo vedere nell’immagine sottostante.

microsoft quantum computing

Microsoft ritiene che l’utilizzo diffuso dell’informatica quantistica a fini commerciali e scientifici richiederà un gran numero di qubit corretti da errori. Per misurare i progressi rispetto a questo obiettivo, ha inventato un’altra metrica che ha chiamato rQOPS (Reliable Quantum Operations Per Second). L’obiettivo iniziale è costruire un computer quantistico in grado di raggiungere 1 milione di rQOPS con un tasso di errore logico dei qubit pari a 10-12, per poi costruire macchine in grado di supportare 1 miliardo di rQOPS con un tasso di errore pari a 10-18.

Microsoft sta attualmente lavorando per dimostrare un qubit protetto da hardware (la terza delle sei fasi) e sebbene non abbia fornito stime specifiche su quando raggiungerà ciascuna di queste pietre miliari, ha indicato che ci vorranno anni, ma non decenni, per lavorare a questo sviluppo.