Minds On – Fiorillo (Eni), corsa verso il futuro dell’energia: supercalcolo, AI e quantum

(Adnkronos)

Nel nuovo episodio di “Minds On”, serie prodotta da Adnkronos e Centro Economia Digitale, Giorgio Rutelli e Rosario Cerra hanno intervistato Lorenzo Fiorillo, Director Technology, R&D & Digital di Eni. Nel corso della chiacchierata, sono emersi temi d’avanguardia che spaziano dall’uso di supercalcolatori alla ricerca sui computer quantistici, fino all’impegno concreto per la transizione energetica, passando per l’intelligenza artificiale e la sfida dell’efficienza dei data center. Il quadro che ne emerge è quello di un contesto tecnologico che si muove su frontiere di innovazione notevoli, indispensabili per affrontare le sfide globali dei prossimi anni.

Tecnologia e transizione energetica: una sfida globale

Il primo tema affrontato da Fiorillo riguarda la necessità di coniugare tre fattori fondamentali per l’energia: disponibilità per tutti, sostenibilità (ovvero decarbonizzazione) e costi accessibili. L’innovazione è una delle principali leve per affrontare i problemi di un mondo in cui la domanda energetica è in crescita costante. Da un lato, occorre garantire l’accesso a fonti affidabili e più pulite; dall’altro, bisogna mantenere i prezzi entro margini affrontabili, senza dimenticare gli obiettivi di riduzione delle emissioni di CO2. Solo la ricerca di nuove soluzioni –ad esempio pannelli solari più efficienti, cattura dell’anidride carbonica e fusione a confinamento magnetico – può contribuire al raggiungimento di traguardi di decarbonizzazione ambiziosi.

Il supercalcolo come chiave di volta

Uno dei passaggi centrali dell’intervista tocca il tema dell’HPC (High Performance Computing) e, in particolare, del supercalcolatore HPC6 di Eni. L’azienda, infatti, possiede una struttura di supercalcolo con un pedigree che risale agli anni Ottanta, e che da pochi mesi ospita anche HPC6, oggi quinto supercomputer al mondo per potenza di calcolo, primo in Europa e primo in ambito industriale.

Fiorillo ne spiega così la logica della costruzione: quando l’uso della potenza di calcolo è intensivo, come nel caso di Eni, “comprare” il supercomputer anziché “affittare” risorse su cloud diventa vantaggioso. La vera sfida, però, non è solo possedere l’hardware, ma saperlo far funzionare al massimo delle possibilità. A tale scopo, Eni sviluppa codici e algoritmi proprietari, un vantaggio competitivo che guida soluzioni complesse in ambito energetico.

Applicazioni concrete: dalla fusione alle simulazioni per la ricerca medica

L’enorme potenza di HPC6 diventa decisiva per simulare scenari di varia natura in ambiti come:

– La fusione a confinamento magnetico: la capacità di simulare e controllare il comportamento del plasma all’interno di reattori sperimentali è fondamentale per rendere la fusione un’opzione energetica concreta nel prossimo futuro.

– Scoperta di nuovi materiali: grazie al supercalcolo, si analizzano e progettano materiali per batterie, pannelli solari più efficienti o sistemi di cattura della CO2. L’obiettivo è individuare soluzioni attraverso simulazioni, in grado di ridurre il numero di test sperimentali da effettuare sul campo.

– Simulazioni su larga scala: un esempio pratico (riferito al precedente HPC5) è stato il contributo a “EXSCALATE4CoV”, un progetto volto a sfruttare il supercalcolo per una risposta farmacologica alla pandemia di coronavirus. All’interno di questo progetto, mediante l’utilizzo di HPC5, sono stati testati 74 miliardi di molecole presenti nei farmaci al tempo in commercio per identificare quali tra quelli esistenti fossero più efficaci contro il virus del Covid-19. Grazie al supercalcolo, Eni è riuscita ad effettuare milioni di interazioni al secondo arrivando, in poche decine di ore, a individuare un farmaco, tra quelli esistenti, efficace. Sarebbe stato naturalmente un esercizio impossibile da fare sperimentalmente o si sarebbero impiegati mesi di simulazioni con macchine meno performanti, e considerando che il vaccino non era stato ancora distribuito, il tempo era di vitale importanza.

Data center “green”

Un altro nodo cruciale è l’efficientamento energetico dei data center. Attualmente il totale dei consumi dei data center installati nel mondo equivale pressappoco al consumo di una nazione del calibro della Francia e, con la crescita dell’intelligenza artificiale, i consumi si stima possano raddoppiare entro la fine del decennio. Secondo Fiorillo ci sono varie strategie adottabili a partire dalla progettazione di data center che riducano al minimo gli sprechi energetici. Il Green Data Center di Eni lavora con un indicatore di efficienza (PUE – Power usage effectiveness) attualmente intorno a 1,172, nettamente più virtuoso della media globale, che si aggira su valori superiori a 1,3-1,4 e con HPC6 che ha un sistema ancora più efficiente, il PUE è destinato a migliorare ulteriormente.

Questo approccio ha richiesto una visione di lungo termine fin dalle fasi di design nel 2010: l’installazione di pannelli solari, sistemi di raffreddamento a convezione naturale e soluzioni architettoniche all’avanguardia fanno sì che buona parte dell’energia fornita al data center venga effettivamente dedicata alle operazioni di calcolo, minimizzando gli utilizzi accessori ( in caso di assenza di altri utilizzi il PUE ideale è pari a 1, che corrisponde alla situazione in cui tutta l’energia impiegata è utilizzata per il calcolo)

L’intelligenza artificiale come strategia trasversale

Si è parlato anche di AI e di come Eni la integri nei propri processi. L’intelligenza artificiale è ormai considerata un grande motore d’innovazione; a tale proposito, Fiorillo ha illustrato due esempi:

1. Centro di eccellenza AI: Eni ha nella sua struttura un team dedicato alla creazione di strumenti e algoritmi proprietari, al fine di ottimizzare processi aziendali e creare vantaggi di competitività.

2. Applicazioni in tempo reale: Uno dei tool che sono stati realizzati attinge all’enorme archivio documentale di Eni, permettendo di reperire informazioni tecniche ponendo semplici domande (come per CGPT) con un evidente guadagno di tempo e accuratezza, ma si potrebbe parlare anche degli applicativi software che ottimizzano il funzionamento degli impianti industriali in modo da ridurre consumi energetici ed emissioni.

Le iniziative sono molte e si rifanno spesso ad approcci di machine learning, già rodati da diversi anni in azienda, ma che potranno essere ulteriormente potenziati grazie all’infrastruttura di HPC6.

Verso la frontiera dei computer quantistici

Sul piano dell’hardware, il passo oltre il supercalcolo tradizionale è rappresentato dai computer quantistici. È una frontiera ancora aperta, e dalle potenzialità enormi. Eni ha fondato la società Eniquantic con l’obiettivo di costruire un computer quantistico basato sull’utilizzo di “atomi freddi”. Questa tecnica prevede, tra le altre cose, fasci laser per intrappolare gli atomi e sfruttare i principi della meccanica quantistica, in particolare la sovrapposizione degli stati e l’entanglement, che offre capacità di calcolo esponenzialmente superiori rispetto al binario 0/1.

Siamo dal punto di vista tecnologico vicini ai confini del conosciuto in materia, ma il suo potenziale fa presagire una possibile rivoluzione. Le simulazioni su HPC6 consentono di emulare scenari “quantistici” e di sviluppare algoritmi in anticipo, così da farsi trovare pronti quando le macchine quantistiche saranno davvero scalabili. L’analogia portata da Fiorillo è quella di un “telescopio modernissimo” consegnato a Galileo: non solo ingrandirebbe ciò che già conosciamo, ma scoprirebbe mondi interi che oggi neanche immaginiamo.