D-Wave (QBTS): Commercializzare il calcolo quantistico

Il calcolo quantistico si prevede rivoluzionerà la capacità computazionale, poiché questa nuova forma di calcolo differisce radicalmente dal calcolo classico. Invece di elaborare risultati binari (1 e 0), può elaborare “bit quantistici”, chiamati qubit, dove i dati della particella sono contemporaneamente 0 E 1, oppure 1, oppure 0.

Ciò consente ai computer quantistici di testare simultaneamente un numero enorme di possibilità, a differenza dei computer tradizionali che elaborano i compiti passo dopo passo. Di conseguenza, possono risolvere problemi altrimenti intrattabili con il calcolo binario tradizionale basato su silicio.

Tuttavia, creare le condizioni in cui i qubit siano sufficientemente stabili da eseguire calcoli utili è stata una vera sfida.

Un percorso prevede l’uso di materiali superconduttori (materiali senza resistenza elettrica), ma funziona solo a temperature estremamente basse. Ciò richiede molta energia, è costoso e difficile da realizzare.

Un’altra opzione è utilizzare la cosiddetta tecnologia a ioni intrappolati. Invece dei chip superconduttori, utilizza atomi carichi individuali (ioni) tenuti in posizione da campi magnetici ed elettrici in una camera a vuoto, controllati e misurati mediante laser precisi.

A differenza dei chip superconduttori, questo crea sistemi molto stabili, in cui gli stati quantistici durano da secondi a minuti anziché microsecondi. Tuttavia, è anche molto meno potente in termini di capacità computazionale, e la creazione di reti di computer quantistici è un compito difficile.

Finora, la maggior parte dell’attenzione dell’industria si è concentrata su queste due tecnologie, con giganti tecnologici come Google, IBM e Microsoft (MSFT ) focalizzati sulla tecnologia superconduttiva, e aziende come Honeywell focalizzate sulla tecnologia a ioni intrappolati.

Ma esiste un terzo percorso, che potrebbe trovarsi nel punto ideale tra affidabilità troppo bassa e calcoli troppo lenti: l’annealing quantistico.

Una società in particolare è la campionessa di questa tecnologia, e potrebbe diventare leader nelle prime applicazioni del calcolo quantistico nel mondo reale: D-Wave

Panoramica di D-Wave

Storia di D-Wave

D-Wave è stata fondata nel 1999, molto prima di qualsiasi clamore sul calcolo quantistico, quando Internet era ancora una nuova tecnologia in rapida crescita. Il suo nome si riferisce alla prima forma di qubit utilizzata dall’azienda, D-Wave superconductors.

L’azienda operava inizialmente come una filiale dell’Università della British Columbia, dove ha ancora operazioni, insieme a un altro sito a Palo Alto, California, e presto a una futura nuova sede centrale e una struttura chiave di ricerca e sviluppo (R&D) negli Stati Uniti a Boca Raton, Florida.

Nel 2007, l’azienda ha creato l’Orion Prototype, un prototipo a 16 qubit che è stata la prima dimostrazione pubblica di un processore quantistico.

L’azienda ha effettuato la sua prima vendita commerciale nel 2011, un processore a 128 qubit venduto a Lockheed Martin (LMT ). Successivamente ha ampliato le vendite a NASA e Google, offrendo computer quantistici con 500-2.000 qubit.

Nel 2020, l’azienda ha spostato la sua attività dalla sola vendita di hardware per computer quantistici a fornire anche accesso cloud al calcolo quantistico tramite la sua piattaforma cloud Leap, insieme al system Advantage con 5.000 qubit.

Questa offerta era focalizzata su problemi di ottimizzazione del mondo reale e applicazioni industriali, invece degli obiettivi più teorici o sperimentali della maggior parte degli altri sistemi di calcolo quantistico.

“Questo aumento nel numero di qubit e nella connettività significa che problemi applicativi più grandi possono essere risolti direttamente sul chip quantistico. I QPU Advantage possono gestire input che sono in media 3 volte più grandi rispetto a input similmente strutturati gestiti dai QPU 2000Q. Inoltre, i problemi applicativi possono essere incorporati in modo più compatto sui QPU Advantage (incorporamenti più compatti sono associati a soluzioni di migliore qualità).”

Questi computer quantistici erano tutti basati sull’annealing quantistico, un metodo ideale per accumulare più qubit rispetto ai computer a ioni intrappolati e più affidabile e più facile da scalare rispetto ai chip quantistici superconduttori.

Dal 2019, l’azienda ha anche iniziato a espandersi verso processori a modello di porte, la consueta tecnologia di calcolo quantistico superconduttivo, complementare alle capacità dell’annealing quantistico (vedi sotto per spiegazioni dettagliate di entrambi), portando l’azienda a presentarsi come “L’unica azienda di calcolo quantistico a doppia piattaforma al mondo”.

Fonte: D-Wave

“Mentre il calcolo quantistico a annealing eccelle in ottimizzazione, simulazione dei materiali e alcuni carichi di lavoro AI, il calcolo quantistico a modello di porte dovrebbe avanzare applicazioni come la chimica quantistica, la progettazione molecolare e lo stoccaggio di energia di nuova generazione.”

L’azienda è stata quotata pubblicamente nel 2022 tramite una fusione SPAC alla Borsa di New York.

Infine, D-Wave ha effettuato una controversa affermazione di “supremazia quantistica” nel 2025, dichiarando che è stata la prima volta in cui qualcuno ha usato con successo il calcolo quantistico per risolvere un problema di interesse scientifico più velocemente dei computer classici.

“Hanno studiato un problema specifico in cui la temperatura del materiale parte da zero assoluto, e le fluttuazioni quantistiche lo fanno passare da uno stato all’altro. Stimano che la loro macchina abbia ottenuto il risultato esponenzialmente più velocemente di qualsiasi calcolo classico.”

Mentre altri team di scienziati affermano di poter o aver già fatto qualcosa di simile con un computer classico, questo è stato un buon esempio del fatto che la tecnologia di annealing quantistico di D-Wave sta rapidamente diventando un concorrente valido per i supercomputer esistenti.

“Questi sono i risultati di 25 anni di sviluppo hardware e ricerca presso D-Wave,”

Mohammad Amin – Senior physicist at D-Wave.

D-Wave in cifre

Nonostante l’inizio del suo successo commerciale e dell’offerta di cloud computing, D-Wave dovrebbe ancora essere vista principalmente come una startup tecnologica, con un forte focus sulla R&D, poiché ha solo 385 dipendenti, con circa il 20‑25% del personale totale titolare di dottorati.

L’azienda detiene fino a 290 brevetti statunitensi concessi e un totale di oltre 800 brevetti concessi e in sospeso a livello globale. Questo posiziona D-Wave al terzo posto in termini di portafoglio di brevetti quantistici a livello mondiale, subito dietro ai giganti legacy IBM e Alphabet (GOOG ) (Google) in totale di pubblicazioni di brevetti. Oltre il 60% dei brevetti di D-Wave copre la fisica di base dei processori quantistici, la fabbricazione dei chip e le infrastrutture criogeniche avanzate.

D-Wave conta più di 100 partner aziendali, con un focus su settori come finanza, aziende industriali (chimica, acciaio, costruzioni, ecc.), telecomunicazioni, ecc.

Fonte: D-Wave

Già, metà dei clienti di D-Wave sono imprese commerciali, con il 65% dei ricavi provenienti da clienti commerciali, e il 45% di tali ricavi da clienti Forbes Global 2000. Queste collaborazioni con clienti aziendali non sono solo accademiche, ma sono già utilizzate regolarmente per casi d’uso specifici.

Ad esempio, gli strumenti D-Wave sono già utilizzati da AT&T (T ) per ridurre il tempo di elaborazione di un carico di lavoro di ottimizzazione di rete da circa un’ora a meno di 15 secondi. Un altro cliente lo sta usando per ottimizzare la programmazione:

“L’auto-schedulatore sta risparmiando tempo e sforzo, riducendo quello che era un compito da 80 ore a sole 15 ore ogni settimana, un risparmio dell’80% di tempo.”

Pattison Food Group

Oppure CaixaBank (48CA.DE ), una banca leader in Spagna, ha utilizzato D-Wave per ottimizzare la progettazione di un portafoglio per il trading ad alta velocità. Ciò che normalmente richiedeva alla banca diverse ore di tempo di calcolo è stato ridotto a pochi minuti grazie alla tecnologia di calcolo quantistico.

“Le applicazioni ibride quantistiche hanno ridotto significativamente il tempo di calcolo per risolvere problemi finanziari complessi, migliorando l’ottimizzazione del portafoglio di investimento, aumentando il tasso interno di rendimento (IRR) del portafoglio obbligazionario e minimizzando il capitale necessario per le operazioni di copertura, come risultato della loro collaborazione.”

Il D-Wave Advantage2, rilasciato nel 2025, mostra più di 4.500 qubit attivi. Questo è un leggero decremento rispetto ai 5.000 qubit dell’Advantage1, segnando un compromesso strategico fatto per migliorare significativamente le prestazioni complessive, la qualità e la fedeltà del processore.

Una delle principali modifiche è il passaggio da una connettività a 20 vie per qubit, rispetto alla precedente connettività a 15 vie, che consente di mappare problemi di ottimizzazione complessi più direttamente sul chip. Un altro miglioramento in Advantage2 è che i tempi di coerenza quantistica sono raddoppiati e il rumore è stato ridotto del 75%, risultando complessivamente in un’accelerazione da 20x a 25.000x su problemi difficili di ottimizzazione e scienza dei materiali.

D-Wave prevede di lanciare l’Advantage3, un sistema con 20.000 qubit entro il 2029, scalando ulteriormente a 100.000 qubit entro il 2031.

Fonte: D-Wave

Tecnologie di D-Wave

Tecnologia di annealing quantistico di D-Wave

La fisica essenziale alla base della tecnologia D-Wave è che i processori di annealing quantistico restituiscono naturalmente soluzioni a bassa energia. Quindi, se si può modellare un problema reale e inquadrarlo come un problema di minimizzazione dell’energia, un computer quantistico può trovare spontaneamente l’opzione migliore per raggiungere uno stato di energia minima, che si traduce attraverso il modello in una risposta diretta al tipo di calcolo richiesto, ad esempio per sfide di pianificazione o domande di percorso (problemi di ottimizzazione).

Un’altra categoria di problemi che la tecnologia di annealing quantistico può risolvere è quella dei problemi di campionamento. In questo caso, una visione generale di varie condizioni a bassa energia può aiutare a orientare un modello di apprendimento automatico nella giusta direzione.

“Campionare da molti stati a bassa energia e caratterizzare la forma del paesaggio energetico è utile per problemi di apprendimento automatico in cui si vuole costruire un modello probabilistico della realtà.”

Un vantaggio qui è che i modelli probabilistici gestiscono esplicitamente l’incertezza tenendo conto di lacune nella conoscenza ed errori nelle fonti di dati.

“Ad esempio, quando si addestra sul famoso dataset MNIST di cifre scritte a mano, un tale modello può generare immagini simili a cifre scritte a mano che sono coerenti con il set di addestramento.”

In modo più dettagliato, il funzionamento dell’annealing quantistico avviene accoppiando i singoli qubit, così da influenzarsi reciprocamente. Per ogni coppia di qubit aggiuntiva che è entangled, la capacità del computer aumenta esponenzialmente, mentre nel calcolo classico aggiungere più capacità la somma semplicemente, non la moltiplica.

“Due qubit hanno quattro possibili stati su cui definire un paesaggio energetico; tre qubit hanno otto. Ogni qubit aggiuntivo raddoppia il numero di stati su cui è possibile definire il paesaggio energetico.”

Questo è il motivo per cui un aumento della connettività e della stabilità dei qubit è tanto significativo quanto il conteggio totale, poiché i qubit più stabili sono utilizzabili per più calcoli, e più connessioni aumentano la potenza di calcolo esponenzialmente.

Per questo D-Wave considera che l’annealing quantistico sia l’opzione perfetta per le applicazioni del mondo reale:

• L’annealing è più stabile e affidabile rispetto ad altri metodi di calcolo quantistico superconduttivo, ed è più facile da realizzare, rendendolo più scalabile a migliaia o decine di migliaia di qubit funzionali.
• I qubit di annealing sono più rapidi rispetto ai qubit della tecnologia a ioni intrappolati, consentendo loro di eseguire calcoli complessi più velocemente, e rendendoli competitivi rispetto ai supercomputer classici.

Nel complesso, questo rende l’annealing più limitato in termini di applicazioni, per lo più ottimizzazione e problemi di ricerca, ma gli conferisce anche efficienza e un vantaggio di primo arrivato rispetto ai computer quantistici più universali.

Tecnologia a modello di porte di D-Wave

Quando si descrive la “tecnologia di calcolo quantistico superconduttivo”, ci si riferisce solitamente alla tecnologia a modello di porte, in cui una sequenza controllata di porte logiche è utilizzata, in modo più simile alle forme classiche di calcolo.

Questa è intrinsecamente una tecnologia più universale che può essere applicata a più problemi rispetto al set limitato affrontato dalla tecnologia di annealing. È l’approccio preferito da aziende come IBM, Google, Rigetti, ecc.

Più recentemente, D-Wave ha accelerato la sua espansione in questo campo con l’acquisizione di Quantum Circuits Inc. (QCI) in un’operazione interamente in azioni valutata fino a 550 milioni di dollari.

Dal punto di vista di un investitore, questo può creare un po’ di confusione:

• Da un lato, trasforma D-Wave da “un pony a un solo trucco” in una società con applicazioni e clienti esistenti, e in una società di calcolo quantistico generalista con un mercato indirizzabile più ampio a lungo termine.
• Dall’altro lato, dimostra in parte che l’annealing da solo potrebbe essere troppo limitato, e mette in dubbio se D-Wave possa competere direttamente con giganti come IBM o Google.

Quindi la domanda non è tanto se un modello basato su porte sarà utile per D-Wave, quanto se le darà un vantaggio competitivo.

Un aspetto positivo è che l’esperienza e i brevetti nella tecnologia criogenica usata per l’annealing si trasferiscono bene ai chip a modello di porte, riducendo l’investimento richiesto. In particolare, D-Wave’s on-chip cryogenic control riduce l’enorme fascio di cablaggi all’interno di un frigorifero quantistico, e potrebbe rappresentare un vantaggio competitivo unico derivante da un decennio di gestione dei più grandi computer quantistici per numero di qubit.

“Costruire sistemi con decine di migliaia di qubit superconduttori ha costretto D-Wave a risolvere il collo di bottiglia del cablaggio prima che chiunque altro ne avesse bisogno. Ora che i sistemi a modello di porte stanno avvicinandosi a scale in cui il cablaggio diventa il fattore limitante, D-Wave possiede una tecnologia che i concorrenti dovranno sviluppare da zero o licenziare.

Sal Magnone”

Un altro aspetto positivo è che Leap Quantum Cloud è già familiare ai clienti D-Wave, che lo usano quotidianamente, e possono gradualmente, nel tempo, passare alla tecnologia a modello di porte per altre applicazioni man mano che la tecnologia matura. Iniziare con l’annealing è anche più semplice per i clienti, poiché utilizza strumenti Python come il D-Wave Ocean SDK, invece di complesse assemblaggi di circuiti (ad es., Qiskit).

Un’altra potenziale tecnologia chiave è rappresentata dai qubit a doppio binario che gestiscono la rilevazione degli errori nativamente a livello di chip, ottenuta anche con l’acquisizione di Quantum Circuits Inc. L’idea è che, invece di costruire sistemi massivi e correggere gli errori successivamente via software, i qubit a doppio binario garantiscono che gli errori sollevino un flag fisico nel momento in cui si verificano.

Fonte: D-Wave

Poiché la riduzione e la correzione degli errori sono un collo di bottiglia importante nella tecnologia quantistica, ciò potrebbe essere molto importante per il futuro dell’azienda e per la rapida scalabilità dei suoi modelli di computer.

“Come parte della più ampia strategia a doppia piattaforma di D-Wave, la tecnologia a modello di porte completerà i nostri sistemi di annealing pronti per la produzione. Questo amplierà la gamma di problemi computazionalmente complessi che le organizzazioni possono esplorare man mano che il calcolo quantistico matura, includendo aree come chimica quantistica, scienza dei materiali e IA.”

Dr. Alan Baratz – CEO di D-Wave

Tuttavia, il modello a porte di D-Wave è, per ora, molto più piccolo rispetto a quello dei concorrenti. Attualmente produce solo un sistema a 17 qubit. Prevede di produrre un sistema a 49 qubit nel 2027, e 181 qubit nel 2028. A questo ritmo, l’azienda si aspetta che la riduzione parallela degli errori possa creare il primo algoritmo fault-tolerant nel 2030 e le prime applicazioni reali nel 2032.

Fonte: D-Wave

Applicazioni tecnologiche di D-Wave

Come accennato, una delle principali applicazioni del calcolo quantistico a annealing di D-Wave è la pianificazione, sia di produzione sia di consegna e logistica. Man mano che le catene di approvvigionamento diventano sempre più complesse, gestire migliaia di parti o pacchi e ottimizzare ordini, trasporti e consegne può diventare un problema irrisolvibile con i metodi tradizionali. E considerare fattori come la capacità dei veicoli, i vincoli di tempo, le condizioni di traffico in continua evoluzione e le pratiche di sostenibilità aggiunge ulteriore complessità.

Un’altra forma di pianificazione che può essere risolta più efficientemente con l’annealing quantistico è la pianificazione della forza lavoro. Questo consente alle aziende di gestire la programmazione dei dipendenti in modo più efficiente, tenendo conto di fattori come le preferenze di turno, le normative in evoluzione e le assenze per malattia.

Infine, un’altra applicazione è la gestione delle risorse, con il termine “risorsa” inteso in senso ampio: materiali, fondi e personale. Lo stesso metodo è, ad esempio, applicato dalle compagnie di telecomunicazioni per le risorse di larghezza di banda sulle reti mobili durante periodi di forte utilizzo.

“Risolvi i conflitti di risorse gestendo le richieste concorrenti tra dipartimenti, bilanciando i carichi di lavoro per prevenire colli di bottiglia e allineando le risorse con progetti critici per un impatto più forte. Questo approccio può ridurre gli sprechi, aumentare la produttività e aiutare a ottenere un vantaggio competitivo sostenibile.”

Fonte: D-Wave

Considerazioni per gli investitori su D-Wave

Gli investitori in D-Wave dovrebbero essere consapevoli che il calcolo quantistico è un campo emergente e molto competitivo.

Praticamente ogni azienda quantistica si vede come quella che ha scelto il percorso tecnologico giusto, sia perché è più affidabile (ioni intrappolati), più pronta al mercato (annealing) o ha maggiore potenziale di scalabilità (superconduttori).

Tuttavia, vedere i suoi computer di annealing quantistico essere distribuiti su scala crescente per risolvere problemi reali in biotecnologia, telecomunicazioni o bancario è un risultato impressionante, e D-Wave potrebbe rivelarsi un vincitore sorprendente nel settore, mentre le discussioni spesso si concentrano su altre aziende che utilizzano tecnologie di calcolo quantistico differenti.

È anche possibile che l’esperienza unica di D-Wave nella costruzione di grandi computer quantistici commerciali con migliaia di qubit pagherà in altri modi con i tradizionali design superconduttori.

In particolare, ha fornito all’azienda brevetti unici nel controllo criogenico e le ha permesso di gestire la rilevazione degli errori nativamente a livello di chip, qualcosa che nessuno dei grandi concorrenti può fare con la propria versione della tecnologia a modello di porte.

Alla fine del 2024, l’azienda sembrava in difficoltà e poteva esaurire i fondi prima di raggiungere la commercializzazione su larga scala. Con un flusso continuo di nuovi accordi con grandi imprese per il calcolo quantistico a annealing (anche tramite il cloud), e IP unico nella tecnologia a modello di porte, la situazione dell’azienda appare oggi molto diversa.

Allo stesso tempo, con ricavi di soli 1,9 milioni di dollari nel Q2 2026, la maggior parte della valutazione multimilionaria attuale è sostenuta dal potenziale dell’azienda, e diversificare il rischio tra più tecnologie di calcolo quantistico potrebbe essere l’approccio più prudente in un campo che evolve molto rapidamente.

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