ስለ ቅድመ-ሁኔታዎች እንነጋገራለን እና የባለሙያዎችን አስተያየት እንሰጣለን.
/ ፎቶ CC BY-ND
ሂሊየም በኳንተም ኮምፒዩተሮች ውስጥ ለምን ያስፈልጋል?
ወደ ሂሊየም እጥረት ታሪክ ከመሄዳችን በፊት በመጀመሪያ ደረጃ ኳንተም ኮምፒተሮች ለምን ሂሊየም እንደሚያስፈልጋቸው እንነጋገር።
የኳንተም ማሽኖች በኩቢቶች ላይ ይሰራሉ. እነሱ, እንደ ክላሲካል ቢትስ, በክፍለ-ግዛቶች 0 እና 1 በተመሳሳይ ጊዜ ሊሆኑ ይችላሉ - በሱፐርፕስ ውስጥ. በኮምፒዩተር ሲስተም ውስጥ የኳንተም ትይዩነት ክስተት የሚከሰተው ክዋኔዎች ከዜሮ እና አንድ ጋር በአንድ ጊዜ ሲከናወኑ ነው። ይህ ባህሪ ኩቢትን መሰረት ያደረጉ ማሽኖች እንደ ሞለኪውላር እና ኬሚካላዊ ግብረመልሶችን እንደ ማስመሰል ካሉ ክላሲካል ኮምፒውተሮች ይልቅ አንዳንድ ችግሮችን በፍጥነት እንዲፈቱ ያስችላቸዋል።
ነገር ግን አንድ ችግር አለ፡ qubits በቀላሉ የማይበላሹ ነገሮች ናቸው እና ለጥቂት ናኖሴኮንዶች ብቻ ከፍተኛ ቦታን ማቆየት ይችላሉ። በትንሽ የሙቀት መጠን መለዋወጥ እንኳን ተረብሸዋል፤ የሚባሉት። . የኳንተም ኮምፒውተሮችን ኩቢት ለማጥፋት በዝቅተኛ የሙቀት መጠን - 10 mK (-273,14 ° ሴ). ወደ ፍፁም ዜሮ የሚጠጋ ሙቀትን ለማግኘት ኩባንያዎች ፈሳሽ ሂሊየምን ወይም በትክክል ኢሶቶፕን ይጠቀማሉ። እንደዚህ ባሉ ከባድ ሁኔታዎች ውስጥ የማይከብድ.
ችግሩ ምንድን ነው
በቅርብ ጊዜ ውስጥ የአይቲ ኢንዱስትሪው ለኳንተም ኮምፒውተሮች ልማት የሂሊየም-3 እጥረት ሊያጋጥመው ይችላል። በምድር ላይ ፣ ይህ ንጥረ ነገር በተፈጥሮው መልክ በጭራሽ አይገኝም - መጠኑ በፕላኔቷ ከባቢ አየር ውስጥ ነው። (ከሄሊየም-1,37 አንፃር 4 ፒፒኤም)። ሄሊየም-3 የ tritium የመበስበስ ምርት ነው, ይህም ምርቱ (የመጨረሻው ከባድ ውሃ የኒውክሌር ኃይል ማመንጫ በዩኤስኤ ተዘግቷል)። ከዚያ በኋላ፣ ትሪቲየም ከተቋረጡ የኑክሌር ጦር መሳሪያዎች ክፍሎች መውጣት ጀመረ፣ ነገር ግን የዩኤስ ኮንግረስ ሪሰርች አገልግሎት እንደገለጸው ይህ ተነሳሽነት የስትራቴጂክ ንጥረ ነገር ክምችት በከፍተኛ ደረጃ አልጨመረም. ሩሲያ እና አሜሪካ አንዳንድ መጠባበቂያዎች አሏቸው ፣ ግን .
የሂሊየም-3 ትክክለኛ ጉልህ ክፍል የሬዲዮአክቲቭ ቁሶችን ለመፈለግ በድንበር ኬላዎች ላይ የሚያገለግሉ የኒውትሮን ስካነሮችን ለማምረት ወጪ ማድረጉ ሁኔታውን ተባብሷል። የኒውትሮን ስካነር ከ 2000 ጀምሮ በሁሉም የአሜሪካ ጉምሩክ ቢሮዎች ውስጥ አስገዳጅ መሳሪያ ነው. በነዚህ በርካታ ምክንያቶች የተነሳ በዩናይትድ ስቴትስ የሚገኘው የሄሊየም-3 አቅርቦት ቀድሞውንም ቁጥጥር የሚደረግበት የመንግስት ኤጀንሲዎች ለህዝብ እና ለግል ድርጅቶች ኮታ በሚሰጡ የመንግስት ኤጀንሲዎች ሲሆን የአይቲ ባለሙያዎች በቅርቡ ለሁሉም ሰው የሚሆን በቂ ሂሊየም-3 እንደማይኖር ያሳስባሉ።
ምን ያህል መጥፎ ነው?
የሂሊየም-3 እጥረት በኳንተም እድገት ላይ አሉታዊ ተጽእኖ ይኖረዋል ተብሎ ይታመናል. የኳንተም ኮምፒውተር አምራች ሪጌቲ ኮምፒውቲንግ ምክትል ፕሬዝዳንት ብሌክ ጆንሰን ከ MIT Tech Review ጋር ባደረጉት ቃለ ምልልስ ያንን ማቀዝቀዣ ለማግኘት በሚያስደንቅ ሁኔታ አስቸጋሪ ነው. ችግሮቹ በከፍተኛ ወጪው ተባብሰዋል - አንድ ማቀዝቀዣ ለመሙላት 40 ሺህ ዶላር ያስወጣል.
ነገር ግን የዲ-ዌቭ ተወካዮች፣ ሌላ የኳንተም ጅምር፣ ከብሌክ አስተያየት ጋር አይስማሙም። በ የድርጅቱ ምክትል ፕሬዚዳንት የአንድ ኳንተም ኮምፒዩተር ማምረት አነስተኛ መጠን ያለው ሂሊየም-3 ብቻ ያስፈልገዋል, ይህም ከጠቅላላው የንጥረ ነገር መጠን ጋር ሲነጻጸር ኢምንት ተብሎ ሊጠራ ይችላል. ስለዚህ, የማቀዝቀዣ እጥረት ለኳንተም ኢንዱስትሪ የማይታይ ይሆናል.
በተጨማሪም ትሪቲየምን የማያካትቱ ሂሊየም-3 ለማውጣት ሌሎች ዘዴዎች ዛሬ እየተዘጋጁ ናቸው። ከመካከላቸው አንዱ የኢሶቶፕን ከተፈጥሮ ጋዝ ማውጣት ነው. በመጀመሪያ ደረጃ, በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ውስጥ ጥልቀት ያለው ኮንደንስ (ኮንደንስ) ያልፋል, ከዚያም የመለያየት እና የማስተካከል ሂደቶችን (የጋዝ ቆሻሻዎችን መለየት). ቀደም ሲል ይህ አካሄድ በኢኮኖሚያዊ ሁኔታ የማይቻል እንደሆነ ተደርጎ ይቆጠር ነበር, ነገር ግን በቴክኖሎጂ እድገት ሁኔታው ተቀየረ. ባለፈው ዓመት ሂሊየም-3 ማምረት ለመጀመር ስላለው እቅድ .
በርካታ ሀገራት በጨረቃ ላይ ሂሊየም-3 ለማውጣት እቅድ እያወጡ ነው። የሱ የላይኛው ንብርብር እስከ ይዟል (ሠንጠረዥ 2) የዚህ ንጥረ ነገር. ሳይንቲስቶች ሀብቱ ለአምስት ሺህ ዓመታት እንደሚቆይ ይገምታሉ. ናሳ አስቀድሞ መፍጠር ጀምሯል። ያንን እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ወደ ሂሊየም -3. ተጓዳኝ የመሬት እና የጨረቃ መሠረተ ልማት ልማት እየተካሄደ ነው и . ነገር ግን እስከ 2030 ድረስ በተግባር ተግባራዊ ማድረግ አይቻልም.
የሄሊየም-3 እጥረትን ለመከላከል ሌላው መንገድ የኒውትሮን ስካነሮችን በማምረት ምትክ ማግኘት ነው. በነገራችን ላይ እሷ በ 2018 - የዚንክ ሰልፋይድ እና ሊቲየም-6 ፍሎራይድ ክሪስታሎች ሆነ። ራዲዮአክቲቭ ቁሳቁሶችን ከ 90% በላይ በሆነ ትክክለኛነት ለመመዝገብ ያስችላሉ.
/ ፎቶ CC BY-ND
ሌሎች "ኳንተም" ችግሮች
ከሂሊየም እጥረት በተጨማሪ የኳንተም ኮምፒዩተሮችን እድገት የሚያደናቅፉ ሌሎች ችግሮች አሉ። የመጀመሪያው የሃርድዌር ክፍሎች እጥረት ነው. የኳንተም ማሽኖችን "መሙላት" በማዘጋጀት በዓለም ላይ አሁንም ጥቂት ትላልቅ ድርጅቶች አሉ። አንዳንድ ጊዜ ኩባንያዎች የማቀዝቀዝ ስርዓቱ እስኪመረት ድረስ መጠበቅ አለባቸው. .
በርካታ ሀገራት ችግሩን በመንግስት ፕሮግራሞች ለመፍታት እየሞከሩ ነው። በዩኤስ እና በአውሮፓ እንደዚህ ያሉ ተነሳሽነቶች ቀድሞውኑ ተጀምረዋል. ለምሳሌ፣ ልክ በቅርቡ በኔዘርላንድስ፣ በኢኮኖሚክስ ሚኒስቴር ድጋፍ፣ ዴልፍት ሰርክሰስ ሥራ መሥራት ጀመረ። ለኳንተም ኮምፒውቲንግ ሲስተም ክፍሎችን ያዘጋጃል።
ሌላው ችግር ደግሞ የስፔሻሊስቶች እጥረት ነው. የእነርሱ ፍላጎት እያደገ ነው, ነገር ግን እነሱን ማግኘት በጣም ቀላል አይደለም. በ NYT፣ በአለም ላይ ልምድ ያላቸው "ኳንተም መሐንዲሶች" ከአንድ ሺህ አይበልጡም። ግንባር ቀደም የቴክኒክ ዩኒቨርሲቲዎች ችግሩን እየፈቱ ነው። ለምሳሌ ፣ በ MIT ቀድሞውኑ ከኳንተም ማሽኖች ጋር ለመስራት ልዩ ባለሙያዎችን ለማሰልጠን የመጀመሪያዎቹ ፕሮግራሞች. ተዛማጅ የአካዳሚክ ፕሮግራሞች እድገት እና በአሜሪካ ብሔራዊ ኳንተም ተነሳሽነት።
በአጠቃላይ የ IT ባለሙያዎች የኳንተም ኮምፒዩተሮችን ፈጣሪዎች የሚያጋጥሟቸው ችግሮች ሙሉ በሙሉ ሊቋቋሙት እንደሚችሉ እርግጠኞች ናቸው. እና ወደፊት በዚህ አካባቢ አዳዲስ የቴክኖሎጂ ግኝቶችን መጠበቅ እንችላለን.
ስለድርጅት IaaS ስለ መጀመሪያው ብሎግ የምንጽፈው፡-
ምንጭ: hab.com