{"id":33972,"date":"2019-10-31T21:55:41","date_gmt":"2019-10-31T18:55:41","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu\/"},"modified":"2019-10-31T21:55:41","modified_gmt":"2019-10-31T18:55:41","slug":"nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/da\/blog\/administrirovanie\/nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu","title":{"rendered":"Mangel p\u00e5 helium kan bremse udviklingen af kvantecomputere - lad os diskutere situationen","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Vi fort\u00e6ller om foruds\u00e6tningerne og pr\u00e6senterer ekspertudtalelser.<\/h5>\n

\n\"Mangel<\/a><\/noindex>
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e IBM Research<\/a><\/noindex> CC BY-ND<\/i><\/p>\n

Hvorfor er helium n\u00f8dvendigt i kvantecomputere<\/h2>\n

\nInden vi g\u00e5r videre til fort\u00e6llingen om situationen med heliumknaphed, lad os tale om, hvorfor kvantecomputere overhovedet har brug for helium.<\/p>\n

Kvantemaskiner arbejder med qubits. I mods\u00e6tning til klassiske bits kan de befinde sig i tilstandene 0 og 1 samtidig \u2014 i superposition. I det beregningsm\u00e6ssige system opst\u00e5r f\u00e6nomenet kvanteparallellisme, hvor operationer udf\u00f8res samtidigt med nul og en. Denne egenskab g\u00f8r det muligt for maskiner baseret p\u00e5 qubits at l\u00f8se visse opgaver hurtigere end klassiske computere \u2014 for eksempel at modellere molekyl\u00e6re og kemiske reaktioner.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Men der er et problem: qubits er skr\u00f8belige objekter, og de kan kun opretholde superposition i et par nanosekunder. Selv en lille temperatur\u00e6ndring kan forstyrre det, hvilket f\u00f8rer til s\u00e5kaldt\u00a0dekoherens<\/a><\/noindex>. For at undg\u00e5 at qubits g\u00e5r i stykker, er kvantecomputere n\u00f8dt til at arbejde<\/a><\/noindex> under lave temperaturer \u2014 10 mK (\u2013273,14\u00b0C). For at opn\u00e5 temperaturer, der er t\u00e6t p\u00e5 det absolutte nulpunkt, bruger virksomheder flydende helium, mere pr\u00e6cist isotopen helium-3<\/a><\/noindex>, som ikke st\u00f8rkner under s\u00e5danne ekstreme forhold.<\/p>\n

Hvad er problemet<\/h2>\n

\nI den n\u00e6rmeste fremtid kan IT-industrien st\u00e5 over for knapphed p\u00e5 helium-3 til udvikling af kvantecomputere. P\u00e5 jorden findes dette stof n\u00e6sten ikke i naturlig form \u2014 dets volumen i planetens atmosf\u00e6re udg\u00f8r kun 0,000137%<\/a><\/noindex> (1,37 dele pr. million i forhold til helium-4). Helium-3 er et nedbrydningsprodukt af tritium, hvis produktion blev stoppet i 1988<\/noindex> (i USA blev den sidste tungtvandsreaktor lukket). Efter tritium begyndte man at udvinde det fra komponenter af afskaffet atomv\u00e5ben, men if\u00f8lge data<\/a><\/noindex> den amerikanske Kongressforskningsservice har denne initiativ ikke gjort det muligt at \u00f8ge lagerbeholdningen af denne strategiske ressource m\u00e6rkbart. Rusland og USA har nogle reserver af det, men de er ved at v\u00e6re opbrugt<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Situationen forv\u00e6rres af det faktum, at en betydelig del af helium-3 g\u00e5r til produktion af neutron-scannere, der anvendes ved gr\u00e6nseposter til at finde radioaktive materialer. Neutron-scanneren har v\u00e6ret et obligatorisk v\u00e6rkt\u00f8j ved alle amerikanske toldsted siden 2000. P\u00e5 grund af en r\u00e6kke faktorer er forsyningerne af helium-3 i USA allerede under kontrol af regeringsorganer, der tildeler kvoter til offentlige og private organisationer, og IT-eksperter er bekymrede for, at der snart vil blive mangel p\u00e5 helium-3 for alle, der \u00f8nsker det.<\/p>\n

Hvor alvorligt er problemet?<\/h2>\n

\nDer er en opfattelse af, at manglen p\u00e5 helium-3 vil have negative konsekvenser for kvanteudviklingen. Blake Johnson, vicepr\u00e6sident for kvantecomputerproducenten Rigetti Computing, sagde i et interview med MIT Tech Review fortalte<\/a><\/noindex>, at k\u00f8lemidlet er utroligt sv\u00e6rt at skaffe. Problemerne forv\u00e6rres af dets h\u00f8je omkostninger \u2013 det koster 40.000 dollars at fylde en k\u00f8leanl\u00e6g.<\/p>\n

Men repr\u00e6sentanter fra D-Wave, en anden kvante-startup, er uenige med Blakes synspunkt. If\u00f8lge if\u00f8lge<\/a><\/noindex> vicepr\u00e6sidenten for organisationen kr\u00e6ver produktionen af en kvantecomputer kun en lille m\u00e6ngde helium-3, som kan betragtes som ubetydelig i forhold til den samlede tilg\u00e6ngelige m\u00e6ngde stof. Derfor vil manglen p\u00e5 k\u00f8lemidlet ikke m\u00e6rkes af kvanteindustrien.<\/p>\n

Derudover unders\u00f8gelse der i dag andre metoder til at udvinde helium-3, der ikke er relateret til tritium. En af dem er udvinding af isotopen fra naturgas. F\u00f8rst gennemg\u00e5r det dyb kondensering ved lave temperaturer, hvorefter det gennemg\u00e5r separations- og rektifikationsprocesser (adskillelse af gasblandinger). Tidligere blev denne tilgang betragtet som \u00f8konomisk uholdbar, men med udviklingen af teknologien er situationen \u00e6ndret. Sidste \u00e5r meddelte Gazprom<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Flere lande planl\u00e6gger at udvinde helium-3 p\u00e5 M\u00e5nen. I dens overfladelag findes der op til 2,5 millioner tons<\/a><\/noindex> (tabel 2) af dette stof. If\u00f8lge forskernes vurdering vil ressourcen r\u00e6kke i fem tusinde \u00e5r. NASA er allerede begyndt at udvikle projekter for anl\u00e6g<\/a><\/noindex>, der omdanner regolit<\/a><\/noindex> til helium-3. Udviklingen af den relevante jord- og m\u00e5neinfrastruktur er i gang af Indien<\/a><\/noindex> og Kina<\/a><\/noindex>. Men det vil ikke v\u00e6re muligt at realisere det f\u00f8r 2030.<\/p><\/blockquote>\n

\nEn anden m\u00e5de at forhindre mangel p\u00e5 helium-3 p\u00e5 er at finde en erstatning til produktionen af neutron-scannere. For resten, den er allerede blevet opdaget<\/a><\/noindex> i 2018 \u2014 det blev til krystaller af zinksulfid og lithium-6 flourid. De g\u00f8r det muligt at registrere radioaktive materialer med en n\u00f8jagtighed, der overstiger 90%.<\/p>\n

\"Mangel
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e IBM Research<\/a><\/noindex> CC BY-ND<\/i><\/p>\n

Andre \"kvante\" problemer<\/h2>\n

\nUdover manglen p\u00e5 helium er der ogs\u00e5 andre vanskeligheder, der hindrer udviklingen af kvantecomputere. Den f\u00f8rste \u2014 mangel p\u00e5 hardwarekomponenter. Der er stadig f\u00e5 store virksomheder i verden, der arbejder med udviklingen af \"indsatsen\" til kvantemaskiner. Nogle gange m\u00e5 virksomheder vente l\u00e6ngst p\u00e5, at der fremstilles et k\u00f8lesystem, mere end et \u00e5r<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

En r\u00e6kke lande fors\u00f8ger at l\u00f8se problemet gennem statslige programmer. S\u00e5danne initiativer er allerede startet i USA og Europa. For eksempel, for nylig blev selskabet Delft Circuits i Nederlandene, st\u00f8ttet af Ministeriet for \u00d8konomi, oprettet. Det arbejder med produktion af komponenter til kvanteberegningssystemer.<\/p>\n

Endnu en udfordring \u2014 mangel p\u00e5 specialister. Eftersp\u00f8rgslen efter dem stiger, men det er ikke s\u00e5 let at finde dem. If\u00f8lge data<\/a><\/noindex> NYT, er der ikke mere end tusind erfarne \"kvanteingeni\u00f8rer\" i verden. Problemet tackles af f\u00f8rende tekniske universiteter. For eksempel, p\u00e5 MIT bliver der allerede skabt<\/a><\/noindex> de f\u00f8rste programmer til uddannelse af specialister i arbejdet med kvante-maskiner. Udviklingen af de tilsvarende akademiske programmer p\u00e5<\/a><\/noindex> findes ogs\u00e5 i den amerikanske National Quantum Initiative.<\/p>\n

Generelt er IT-eksperter overbeviste om, at de problemer, der st\u00e5r overfor skaberne af kvantecomputere, er helt overkommelige. Og i fremtiden kan vi forvente nye teknologiske gennembrud inden for dette omr\u00e5de.<\/p>\n

\nHvad vi skriver i den f\u00f8rste blog om Corporate IaaS:<\/p>\n