হিলিয়ামের ঘাটতি কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বিকাশকে ধীর করে দিতে পারে - আমরা পরিস্থিতি নিয়ে আলোচনা করি

আমরা পূর্বশর্ত সম্পর্কে কথা বলি এবং বিশেষজ্ঞের মতামত প্রদান করি।

/ ছবি আইবিএম গবেষণা সিসি বাই-এনডি

কোয়ান্টাম কম্পিউটারে হিলিয়ামের প্রয়োজন কেন?

হিলিয়ামের ঘাটতি পরিস্থিতির গল্পে যাওয়ার আগে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারে কেন প্রথমে হিলিয়ামের প্রয়োজন সে সম্পর্কে কথা বলা যাক।

কোয়ান্টাম মেশিনগুলি কিউবিটগুলিতে কাজ করে। তারা, ক্লাসিক্যাল বিটের বিপরীতে, একই সময়ে 0 এবং 1 অবস্থায় থাকতে পারে - একটি সুপারপজিশনে। একটি কম্পিউটিং সিস্টেমে, কোয়ান্টাম সমান্তরালতার ঘটনাটি ঘটে যখন অপারেশনগুলি শূন্য এবং একের সাথে একই সাথে সঞ্চালিত হয়। এই বৈশিষ্ট্যটি কিউবিট-ভিত্তিক মেশিনগুলিকে ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের চেয়ে দ্রুত কিছু সমস্যা সমাধান করতে দেয়, যেমন আণবিক এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া অনুকরণ করা।

কিন্তু একটি সমস্যা আছে: qubits হল ভঙ্গুর বস্তু এবং তারা শুধুমাত্র কয়েক ন্যানোসেকেন্ডের জন্য সুপারপজিশন বজায় রাখতে পারে। এটি তথাকথিত একটি সামান্য তাপমাত্রা ওঠানামা দ্বারা ব্যাহত হয়; অসঙ্গতি. কুবিট ধ্বংস এড়াতে, কোয়ান্টাম কম্পিউটার কাজ করতে হবে নিম্ন তাপমাত্রায় - 10 mK (-273,14°C)। পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রা অর্জন করতে, কোম্পানিগুলি তরল হিলিয়াম ব্যবহার করে, বা আরও সঠিকভাবে, একটি আইসোটোপ ব্যবহার করে হিলিয়াম -3, যা এই ধরনের চরম পরিস্থিতিতে শক্ত হয় না।

সমস্যা কি

অদূর ভবিষ্যতে, আইটি শিল্প কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বিকাশের জন্য হিলিয়াম -3 এর অভাবের সম্মুখীন হতে পারে। পৃথিবীতে, এই পদার্থটি কার্যত কখনই তার প্রাকৃতিক আকারে পাওয়া যায় না - এর আয়তন গ্রহের বায়ুমণ্ডলে রয়েছে মাত্র 0,000137% (হিলিয়াম-1,37 এর সাপেক্ষে 4 পিপিএম)। হিলিয়াম-3 হল ট্রিটিয়ামের একটি ক্ষয় পণ্য, যার উৎপাদন 1988 সালে থামে (শেষ ভারী জলের পারমাণবিক চুল্লি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বন্ধ ছিল)। পরবর্তীতে, ডিকমিশনড পারমাণবিক অস্ত্রের উপাদান থেকে ট্রিটিয়াম বের করা শুরু হয়, কিন্তু উপাত্ত মার্কিন কংগ্রেসনাল রিসার্চ সার্ভিসের মতে, এই উদ্যোগ কৌশলগত পদার্থের মজুদ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করেনি। রাশিয়া এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের কিছু মজুদ আছে, কিন্তু তারা শেষ হতে আসছে.

পরিস্থিতি আরও খারাপ হয়েছে যে হিলিয়াম -3 এর একটি মোটামুটি উল্লেখযোগ্য অংশ তেজস্ক্রিয় পদার্থের সন্ধানের জন্য সীমান্ত চেকপয়েন্টগুলিতে ব্যবহৃত নিউট্রন স্ক্যানার তৈরিতে ব্যয় করা হয়। নিউট্রন স্ক্যানার 2000 সাল থেকে সমস্ত মার্কিন কাস্টমস অফিসে একটি বাধ্যতামূলক হাতিয়ার হয়েছে। এই কারণগুলির একটি সংখ্যার কারণে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে হিলিয়াম-3 সরবরাহ ইতিমধ্যেই সরকারী সংস্থাগুলি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় যেগুলি সরকারী এবং বেসরকারী সংস্থাগুলিকে কোটা প্রদান করে এবং আইটি বিশেষজ্ঞরা উদ্বিগ্ন যে শীঘ্রই প্রত্যেকের জন্য পর্যাপ্ত হিলিয়াম-3 থাকবে না৷

এটা কতটুকু খারাপ?

এটা বিশ্বাস করা হয় যে হিলিয়াম -3 এর ঘাটতি কোয়ান্টাম উন্নয়নের উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলবে। ব্লেক জনসন, কোয়ান্টাম কম্পিউটার প্রস্তুতকারক রিগেটি কম্পিউটিং এর ভাইস প্রেসিডেন্ট, এমআইটি টেক রিভিউ এর সাথে একটি সাক্ষাত্কারে আমাকে বলাযে রেফ্রিজারেন্ট প্রাপ্ত করা অবিশ্বাস্যভাবে কঠিন। সমস্যাগুলি এর উচ্চ খরচের কারণে আরও বেড়ে যায় - একটি রেফ্রিজারেশন ইউনিট পূরণ করতে $40 খরচ হয়।

কিন্তু ডি-ওয়েভ, আরেকটি কোয়ান্টাম স্টার্টআপের প্রতিনিধিরা ব্লেকের মতামতের সাথে একমত নন। দ্বারা অনুসারে সংস্থার ভাইস প্রেসিডেন্ট, একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরির জন্য শুধুমাত্র অল্প পরিমাণ হিলিয়াম-3 প্রয়োজন, যা পদার্থের মোট উপলব্ধ আয়তনের তুলনায় নগণ্য বলা যেতে পারে। অতএব, রেফ্রিজারেন্টের ঘাটতি কোয়ান্টাম শিল্পের কাছে অদৃশ্য হয়ে যাবে।

এছাড়াও, হিলিয়াম -3 আহরণের জন্য অন্যান্য পদ্ধতি যা ট্রিটিয়াম জড়িত নয় আজকে তৈরি করা হচ্ছে। তাদের মধ্যে একটি হল প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে আইসোটোপ নিষ্কাশন। প্রথমত, এটি নিম্ন তাপমাত্রায় গভীর ঘনীভবনের মধ্য দিয়ে যায় এবং তারপরে বিভাজন এবং সংশোধন (গ্যাসের অমেধ্য পৃথকীকরণ) প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। পূর্বে, এই পদ্ধতিটি অর্থনৈতিকভাবে অসম্ভাব্য বলে বিবেচিত হয়েছিল, তবে প্রযুক্তির বিকাশের সাথে পরিস্থিতি পরিবর্তিত হয়েছে। গত বছর তার হিলিয়াম-৩ উৎপাদন শুরু করার পরিকল্পনার কথা গ্যাজপ্রম জানিয়েছে.

বেশ কয়েকটি দেশ চাঁদে হিলিয়াম-৩ খনির পরিকল্পনা করছে। এর পৃষ্ঠ স্তর পর্যন্ত ধারণ করে 2,5 মিলিয়ন টন (সারণী 2) এই পদার্থের। বিজ্ঞানীরা অনুমান করেন যে সম্পদটি পাঁচ হাজার বছর ধরে চলবে। নাসা ইতিমধ্যে তৈরি করতে শুরু করেছে ইনস্টলেশন প্রকল্পযে রিসাইকেল রেগোলিথ হিলিয়াম-৩ থেকে। সংশ্লিষ্ট স্থলজ এবং চন্দ্র অবকাঠামোর উন্নয়ন করা হচ্ছে ভারত и চীন. কিন্তু ২০৩০ সাল পর্যন্ত বাস্তবে তা বাস্তবায়ন করা সম্ভব হবে না।

হিলিয়াম -3 এর ঘাটতি রোধ করার আরেকটি উপায় হল নিউট্রন স্ক্যানার তৈরিতে এর বিকল্প খুঁজে বের করা। যাইহোক, তার ইতিমধ্যে আবিষ্কৃত 2018 সালে - এটি জিঙ্ক সালফাইড এবং লিথিয়াম -6 ফ্লোরাইডের স্ফটিক হয়ে উঠেছে। তারা 90% এর বেশি নির্ভুলতার সাথে তেজস্ক্রিয় পদার্থ নিবন্ধন করা সম্ভব করে তোলে।

/ ছবি আইবিএম গবেষণা সিসি বাই-এনডি

অন্যান্য "কোয়ান্টাম" সমস্যা

হিলিয়ামের ঘাটতি ছাড়াও, কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বিকাশকে বাধাগ্রস্ত করে এমন অন্যান্য অসুবিধা রয়েছে। প্রথমটি হার্ডওয়্যার উপাদানগুলির অভাব। কোয়ান্টাম মেশিনের জন্য "ফিলিং" বিকাশকারী বিশ্বের কয়েকটি বড় উদ্যোগ এখনও রয়েছে। কখনও কখনও সংস্থাগুলিকে কুলিং সিস্টেম তৈরি না হওয়া পর্যন্ত অপেক্ষা করতে হয়, এক বছরের বেশি.

বেশ কয়েকটি দেশ সরকারি কর্মসূচির মাধ্যমে সমস্যা সমাধানের চেষ্টা করছে। এমন উদ্যোগ ইতিমধ্যেই যুক্তরাষ্ট্র ও ইউরোপে চালু হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, সম্প্রতি নেদারল্যান্ডে, অর্থনীতি মন্ত্রকের সহায়তায়, ডেলফ্ট সার্কিটগুলি কাজ শুরু করেছে৷ এটি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সিস্টেমের জন্য উপাদান উত্পাদন করে।

আরেকটি অসুবিধা হল বিশেষজ্ঞের অভাব। তাদের জন্য চাহিদা বাড়ছে, কিন্তু তাদের খুঁজে পাওয়া এত সহজ নয়। দ্বারা উপাত্ত NYT, বিশ্বে এক হাজারের বেশি অভিজ্ঞ "কোয়ান্টাম ইঞ্জিনিয়ার" নেই। শীর্ষস্থানীয় কারিগরি বিশ্ববিদ্যালয়গুলি সমস্যার সমাধান করছে। উদাহরণস্বরূপ, এমআইটিতে ইতিমধ্যে সৃষ্টি কোয়ান্টাম মেশিনের সাথে কাজ করার জন্য বিশেষজ্ঞদের প্রশিক্ষণের জন্য প্রথম প্রোগ্রাম। প্রাসঙ্গিক একাডেমিক প্রোগ্রামের উন্নয়ন নিযুক্ত হয় এবং আমেরিকান ন্যাশনাল কোয়ান্টাম উদ্যোগে।

সাধারণভাবে, আইটি বিশেষজ্ঞরা নিশ্চিত যে কোয়ান্টাম কম্পিউটারের নির্মাতারা যে সমস্যার মুখোমুখি হচ্ছেন তা সম্পূর্ণভাবে অতিক্রম করা যায়। এবং ভবিষ্যতে আমরা এই ক্ষেত্রে নতুন প্রযুক্তিগত অগ্রগতি আশা করতে পারি।

এন্টারপ্রাইজ IaaS সম্পর্কে প্রথম ব্লগে আমরা যা লিখি:

• কর্মে এক বছর: জিডিপিআর-এর অধীনে কাকে শাস্তি দেওয়া হয়েছিল এবং কীসের জন্য
• ডেটা সেন্টারের বিকাশ: প্রযুক্তিগত প্রবণতা
• একটি ডেটা সেন্টারের শক্তি দক্ষতা কীভাবে উন্নত করা যায়
• কেন কোম্পানিগুলি পাত্রের পরিবর্তে ভার্চুয়াল মেশিন ব্যবহার করে
• IaaS কীভাবে ব্যবসার বিকাশে সহায়তা করে: তিনটি সমস্যা যা ক্লাউড সমাধান করবে
• ক্লাউডে সার্ভারহীন কম্পিউটিং - একটি আধুনিক প্রবণতা বা একটি প্রয়োজনীয়তা?
• ক্লাউডে একটি ডিস্ক সিস্টেম কীভাবে পরীক্ষা করবেন

উত্স: www.habr.com