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Un Nuovo Computer Prototipo Utilizza il Rumore a suo Vantaggio

Un nuovo paradigma informatico, il computing termodinamico, è entrato in scena. Va bene, forse è solo il computing probabilistico con un nuovo nome. Entrambi utilizzano il rumore (come quello causato dalle fluttuazioni termiche) anziché combatterlo, per eseguire calcoli. Ma è comunque un nuovo approccio fisico.

“Se stai parlando di paradigmi informatici, no, è lo stesso paradigma informatico”, come il computing probabilistico, dice Behtash Behin-Aein, il CTO e fondatore della startup di computing probabilistico Ludwig Computing (intitolata a Ludwig Boltzmann, uno scienziato in gran parte responsabile del campo della termodinamica). “Ma è una nuova implementazione”, aggiunge.

In una recente pubblicazione su Nature Communications, la startup con sede a New York Normal Computing ha dettagliato il loro primo prototipo di quello che chiamano un computer termodinamico. Hanno dimostrato di poterlo utilizzare per sfruttare il rumore per invertire matrici. Hanno anche dimostrato il campionamento gaussiano, che sta alla base di alcune applicazioni di intelligenza artificiale.

Come il Rumore Può Aiutare Alcuni Problemi Informatici

Convenzionalmente, il rumore è nemico della computazione. Tuttavia, alcune applicazioni si basano effettivamente su rumore generato artificialmente. E utilizzare rumore naturalmente presente può essere molto più efficiente.

“Ci stiamo concentrando su algoritmi in grado di sfruttare rumore, stocasticità e non determinismo”, dice Zachery Belateche, responsabile dell’ingegneria del silicio presso Normal Computing. “Quello spazio degli algoritmi si rivela enorme, va dalla computazione scientifica all’intelligenza artificiale all’algebra lineare. Ma un computer termodinamico non ti aiuterà a controllare la posta elettronica a breve termine.”

Per queste applicazioni, un computer termodinamico, o probabilistico, inizia con i suoi componenti in uno stato semi-casuale. Quindi, il problema che l’utente sta cercando di risolvere viene programmato nelle interazioni tra i componenti. Nel tempo, queste interazioni consentono ai componenti di raggiungere l’equilibrio. Questo equilibrio è la soluzione al calcolo.

Questo approccio si adatta naturalmente a determinate applicazioni di calcolo scientifico che già includono casualità, come le simulazioni di Monte-Carlo. È anche adatto per l’algoritmo di generazione di immagini AI stabile diffusione, e un tipo di AI noto come AI probabilistica. Sorprendentemente, sembra essere adatto anche per alcuni calcoli di algebra lineare che non sono intrinsecamente probabilistici. Questo rende l’approccio più ampiamente applicabile all’addestramento dell’IA.

“Ora vediamo con l’IA che il paradigma delle CPU e delle GPU viene utilizzato, ma viene utilizzato perché era lì. Non c’era nient’altro. Diciamo che ho trovato una miniera d’oro. Voglio scavare. Ho una pala? O ho un bulldozer? Ho una pala, basta scavare”, dice Mohammad C. Bozchalui, CEO e co-fondatore di Ludwig Computing. “Stiamo dicendo che questo è un mondo diverso che richiede un attrezzo diverso.”

L’Approccio di Normal Computing

Il chip prototipo di Normal Computing, che hanno chiamato unità di elaborazione stocastica (SPU), è composto da otto risonatori capacitivi-induttivi e generatori di rumore casuale. Ciascun risonatore è collegato a ciascun altro risonatore tramite un accoppiatore regolabile. I risonatori vengono inizializzati con rumore generato casualmente, e il problema in studio viene programmato negli accoppiamenti. Dopo che il sistema raggiunge l’equilibrio, le unità del risonatore vengono lette per ottenere la soluzione.

“In un chip convenzionale, tutto è molto controllato”, dice Gavin Crooks, un ricercatore scientifico presso Normal Computing. “Togli un po’ di controllo, e la cosa inizierà naturalmente a comportarsi più stocasticamente.”

Anche se si è trattato di una prova di concetto riuscita, il team di Normal Computing riconosce che questo prototipo non è scalabile. Ma hanno modificato il loro design, eliminando induttori difficili da scalare. Ora pianificano di creare il loro prossimo design in silico, piuttosto che su una scheda a circuito stampato, e si aspettano che il loro prossimo chip esca entro la fine di quest’anno.

Resta da vedere quanto questa tecnologia possa essere scalata. Il design è compatibile con CMOS, ma c’è molto da fare prima che possa essere utilizzato per risolvere problemi reali su larga scala. “È incredibile ciò che hanno fatto”, dice Bozchalui di Ludwig Computing. “Ma allo stesso tempo, c’è molto da fare per portarlo davvero da ciò che è oggi a un prodotto commerciale a qualcosa che può essere utilizzato su larga scala.”

Una Visione Diversa

Anche se il computing probabilistico e il computing termodinamico sono essenzialmente lo stesso paradigma, c’è una differenza culturale. Le aziende e i ricercatori che lavorano sul computing probabilistico fanno quasi esclusivamente risalire le loro radici accademiche al gruppo di Supryo Datta presso l’Università di Purdue. I tre cofondatori di Normal Computing, tuttavia, non hanno legami con Purdue e provengono da background nel computing quantistico.

Ciò porta i cofondatori di Normal Computing a avere una visione leggermente diversa. Immaginano un mondo in cui diversi tipi di fisica vengono utilizzati per il proprio hardware di calcolo, e ogni problema che ha bisogno di essere risolto viene abbinato all’implementazione hardware più ottimale.

“Abbiamo coniato questo termine ASIC basati sulla fisica”, dice Belateche di Normal Computing, riferendosi ai circuiti integrati specifici dell’applicazione. Nella loro visione, un futuro computer avrà accesso a CPU e GPU convenzionali, ma anche a un chip di computing quantistico, un chip di computing termodinamico e qualsiasi altro paradigma possa essere sognato dalle persone. E ogni calcolo verrà inviato a un ASIC che utilizza la fisica più appropriata per il problema in questione.

IBM Starling è il nome del progetto che mira a sviluppare un sistema di calcolo quantistico fault-tolerant entro il 2029. Questo sistema sarà in grado di eseguire 20.000 volte più circuiti rispetto ai computer quantistici attuali, aprendo nuove possibilità nel campo della computazione quantistica.

La computazione quantistica si basa sui principi della meccanica quantistica, che permettono ai qubit (i bit quantistici) di esistere in uno stato di sovrapposizione, consentendo una maggiore potenza di calcolo rispetto ai tradizionali bit binari. Tuttavia, uno dei principali ostacoli nella realizzazione di computer quantistici efficienti è la suscettibilità agli errori, che possono compromettere i risultati dei calcoli.

IBM Starling si propone di superare questo problema implementando un sistema fault-tolerant, in grado di correggere gli errori durante l’esecuzione dei calcoli. Questo rappresenterebbe un passo fondamentale verso l’utilizzo pratico della computazione quantistica in diversi settori, come la crittografia, la simulazione di molecole complesse e l’intelligenza artificiale.

Il team di ricerca di IBM sta lavorando attivamente per sviluppare e ottimizzare i componenti necessari per la realizzazione di IBM Starling, tra cui qubit di alta qualità, algoritmi di correzione degli errori e un’architettura scalabile. L’obiettivo finale è quello di creare un sistema di calcolo quantistico affidabile e potente, in grado di superare le limitazioni dei computer quantistici attuali e aprire nuove frontiere nella computazione.

Il finanziamento da 4 milioni di euro è destinato alle PMI liguri che intendono quotarsi in Borsa, consentendo loro di accedere a nuove fonti di finanziamento e di aumentare la propria visibilità sul mercato. Questa iniziativa fa parte di un più ampio piano di sostegno alle imprese della Regione Liguria, finalizzato a favorire la crescita economica e la creazione di nuovi posti di lavoro.

Le imprese interessate potranno presentare domanda per accedere al finanziamento, che coprirà parte dei costi legati alla quotazione in Borsa, come consulenze legali e finanziarie, analisi di mercato e comunicazione. In questo modo, si vuole agevolare il percorso delle PMI liguri che desiderano espandersi e accedere a nuove opportunità di crescita.

La Regione Liguria si impegna a sostenere attivamente le imprese locali, promuovendo l’innovazione, la competitività e lo sviluppo sostenibile del territorio. Grazie ai fondi Ue, le PMI liguri avranno la possibilità di accrescere la propria presenza sui mercati finanziari e di consolidare la propria posizione nel panorama economico regionale e nazionale.

Il settore delle costruzioni metalliche è una componente fondamentale dell’industria delle costruzioni, offrendo soluzioni strutturali per edifici, infrastrutture e progetti industriali.

Ad agosto 2024, il mercato delle costruzioni metalliche in Italia presenta una serie di dinamiche complesse, influenzate da fattori economici globali e locali, nonché da politiche governative e innovazioni tecnologiche.

Previsione di Mercato del Settore Costruzioni Metalliche: Fattori di Crescita e Contrazione

Innovazione Tecnologica e Sostenibilità

Uno dei principali driver di crescita per il settore delle costruzioni metalliche è l’innovazione tecnologica. L’adozione di nuove tecnologie, come la stampa 3D e la robotica, sta migliorando l’efficienza dei processi produttivi e la qualità delle strutture metalliche. Inoltre, la crescente enfasi sulla sostenibilità sta spingendo l’industria a utilizzare materiali riciclabili e a sviluppare soluzioni che riducano l’impatto ambientale delle costruzioni.

Inflazione e Costi dei Materiali

Tuttavia, il settore deve affrontare significative sfide legate all’inflazione e all’aumento dei costi dei materiali. I prezzi dei metalli, in particolare dell’acciaio, sono aumentati notevolmente a causa delle tensioni geopolitiche e delle interruzioni delle catene di approvvigionamento globali. Questo incremento dei costi sta mettendo sotto pressione i margini di profitto delle imprese del settore​.

Progetti di Infrastrutture e Investimenti Pubblici

Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR)

Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) gioca un ruolo cruciale nel sostenere il settore delle costruzioni metalliche. Il piano prevede ingenti investimenti in infrastrutture pubbliche, tra cui ponti, edifici pubblici e impianti industriali, che richiedono soluzioni strutturali in metallo. Questo aumento degli investimenti pubblici rappresenta un’importante opportunità per le aziende del settore​.

Progetti di Mobilità Sostenibile

Un altro ambito di crescita è rappresentato dai progetti di mobilità sostenibile, come la costruzione di nuove linee ferroviarie ad alta velocità e l’espansione delle reti metropolitane. Questi progetti richiedono una significativa quantità di strutture metalliche, dai binari ai ponti ferroviari, creando così una domanda costante per il settore​.

Adattamento alle Nuove Normative e Standard

Regolamentazioni Ambientali

Le nuove regolamentazioni ambientali stanno imponendo standard più rigorosi per le emissioni e l’efficienza energetica delle costruzioni. Le aziende del settore delle costruzioni metalliche devono adattarsi a queste normative sviluppando nuovi materiali e tecnologie che riducano l’impatto ambientale delle loro opere. Questo richiede investimenti in ricerca e sviluppo e una collaborazione più stretta con enti regolatori e altre industrie​.

Sfide e Opportunità Future

Competenze e Formazione

Una delle sfide principali per il settore delle costruzioni metalliche è la carenza di manodopera qualificata. La complessità delle tecnologie moderne richiede personale altamente specializzato, e le aziende devono investire in formazione e sviluppo delle competenze per mantenere un vantaggio competitivo. La collaborazione con istituti di formazione e università è fondamentale per colmare questo gap.

Espansione Internazionale

Le aziende italiane del settore delle costruzioni metalliche stanno guardando sempre più ai mercati internazionali per espandere le loro attività. Le opportunità di crescita nei paesi in via di sviluppo, che stanno investendo massicciamente in infrastrutture, rappresentano un potenziale significativo. Tuttavia, l’espansione internazionale comporta anche rischi, come la gestione delle differenze culturali e normative.​

Conclusione

In conclusione, il mercato delle costruzioni metalliche ad agosto 2024 è caratterizzato da una serie di dinamiche contrastanti. Mentre l’innovazione tecnologica e i progetti di infrastrutture pubbliche offrono opportunità di crescita, l’inflazione e l‘aumento dei costi dei materiali rappresentano sfide significative. Le aziende del settore devono adattarsi rapidamente alle nuove normative ambientali e investire in formazione per affrontare la carenza di competenze. L’espansione internazionale offre ulteriori opportunità, ma richiede una gestione attenta dei rischi associati. Con una strategia ben pianificata, il settore delle costruzioni metalliche può navigare con successo attraverso queste sfide e cogliere le opportunità emergenti.

Fonti

LavoriPubblici

Edilsocialnetwork

GuidaEdilizia

Le tensioni geopolitiche tra Israele e Iran hanno un impatto significativo sui mercati petroliferi globali. L’Iran è uno dei principali produttori di petrolio al mondo, e qualsiasi minaccia alla sua produzione o ai trasporti nel Golfo Persico può influenzare notevolmente i prezzi del petrolio. Israele, d’altra parte, è un importante attore regionale con un ruolo chiave nelle dinamiche geopolitiche del Medio Oriente.

L’aumento del prezzo del petrolio Brent a 75 dollari al barile è stato causato dalle preoccupazioni legate alla possibilità di un conflitto armato tra Israele e Iran, che potrebbe interrompere i flussi di petrolio nella regione. Questo ha portato a un aumento dei costi di produzione e trasporto del petrolio, che si riflette direttamente sul prezzo della benzina per i consumatori.

È importante tenere presente che il prezzo della benzina è influenzato da una serie di fattori, tra cui l’offerta e la domanda globali di petrolio, le politiche dei principali produttori di petrolio, i conflitti geopolitici e le condizioni economiche globali. Le tensioni tra Israele e Iran sono solo uno dei tanti elementi che possono contribuire alle fluttuazioni dei prezzi dei carburanti.

In conclusione, le tensioni geopolitiche tra Israele e Iran hanno un impatto diretto sul prezzo della benzina, ma è importante considerare anche altri fattori che influenzano il mercato petrolifero globale per comprendere appieno le dinamiche dei prezzi dei carburanti.