{"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\/et\/blog\/administrirovanie\/nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu","title":{"rendered":"Heli puudus v\u00f5ib aeglustada kvantarvutite arengut \u2014 arutame olukorda","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
R\u00e4\u00e4gime eeldustest ja toome ekspertide arvamusi.<\/h5>\n

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

Miks on heelium vajalik kvantarvutites<\/h2>\n

\nEnne kui l\u00e4heme r\u00e4\u00e4kimise juurde heeliumi puuduse olukorrast, arutame, miks kvantarvutitele \u00fcldse heeliumit vaja on.<\/p>\n

Kvantarvutid t\u00f6\u00f6tavad kubiitidega. Need erinevad klassikalisest bittidest, kuna nad saavad olla samaaegselt seisundites 0 ja 1 \u2014 superpositsioonis. Arvutis\u00fcsteemis tekib kvantparalleelsuse n\u00e4htus, kui operatsioonid toimuvad samaaegselt nulli ja \u00fchiku puhul. See omadus v\u00f5imaldab kubiitide p\u00f5hjal t\u00f6\u00f6tavatel masinatel lahendada teatud \u00fclesandeid kiiremini kui klassikalised arvutid \u2014 n\u00e4iteks modelleerida molekulaarsed ja keemilised reaktsioonid.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Kuid siin on probleem: kubiidid on \u00f5rnad objektid ja nad saavad superpositsiooni hoida vaid paar nanosekundit. Isegi v\u00e4ike temperatuuri k\u00f5ikumine rikub selle, mis on tuntud kui\u00a0dekohereerumine<\/a><\/noindex>. Kubiitide h\u00e4vimise v\u00e4ltimiseks peavad kvantarvutid t\u00f6\u00f6tama<\/a><\/noindex> madal temperatuuridel \u2014 10 mK (\u2013273,14\u00b0C). Absoluutsesse nulli l\u00e4hedaste temperatuuride saavutamiseks kasutavad ettev\u00f5tted vedelat heeliumi, v\u00f5i t\u00e4psemalt isotoopi heelium-3<\/a><\/noindex>, mis ei tardu sellistes \u00e4\u00e4rmuslikes tingimustes.<\/p>\n

Mis on probleem<\/h2>\n

\nL\u00e4hitulevikus v\u00f5ib IT-t\u00f6\u00f6stus seista silmitsi heelium-3 puudumisega kvantarvutite arendamiseks. Maa peal esineb seda ainet looduslikult praktiliselt mitte \u2014 selle kogus planeedi atmosf\u00e4\u00e4ris on vaid 0,000137%<\/a><\/noindex> (1,37 osa miljonist heeliumi-4 suhtes). Heelium-3 on tritia lagunemise toode, mille tootmine peatas 1988. aastal<\/noindex> (Ameerika \u00dchendriigid sulges viimase raskusvees tuumareaktori). P\u00e4rast tritiat hakati seda tootma tagaj\u00e4\u00e4nud tuumaarsenali koostisosadest, kuid andmetele<\/a><\/noindex> Ameerika \u00dchendriikide Kongressi uurimisteenistuse andmetel ei suutnud see algatus oluliselt suurendada strateegilise aine varusid. Venemaal ja Ameerika \u00dchendriikides on m\u00f5ned selle varud, kuid need on peaaegu otsas<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Olukorda halvendab asjaolu, et m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rne osa heelium-3-st kulub neutronisk\u00e4nnerite tootmiseks, mida kasutatakse piirikontrolli punktides radioaktiivsete materjalide leidmiseks. Neutronisk\u00e4nner on olnud kohustuslik vahend k\u00f5igis Ameerika tollides alates 2000. aastast. Rikkaid tegureid arvesse v\u00f5ttes kontrollivad USA-s heelium-3 tarned juba valitsusasutused, kes v\u00e4ljastavad kvoote nii riiklikele kui ka erasektori organisatsioonidele, ning IT-eksperdid muretsevad, et varsti v\u00f5ib heelium-3-st puududa k\u00f5ikidele soovijatele.<\/p>\n

Kui hull olukord on?<\/h2>\n

\nOn arvamusi, et heelium-3 puudus avaldab negatiivset m\u00f5ju kvanttehnoloogia arendusele. Blake Johnson, kvantkomplektorite tootva ettev\u00f5tte Rigetti Computing asepresident, \u00fctles intervjuus MIT Tech Review, r\u00e4\u00e4kis<\/a><\/noindex>, et jahutusainet on \u00e4\u00e4rmiselt raske saada. Probleeme raskendab selle k\u00f5rge hind \u2013 \u00fche jahutus\u00fcksuse t\u00e4itmine maksab 40 000 dollarit.<\/p>\n

Kuid D-Wave'i, teise kvantstarupiga, esindajad ei n\u00f5ustu Blake'i arvamusega. Vastavalt s\u00f5nadega<\/a><\/noindex> organisatsiooni asepresidendi s\u00f5nul on \u00fches kvantkompleksi tootmises vajalik helium-3 hulk niiv\u00f5rd v\u00e4ike, et seda v\u00f5ib pidada t\u00fchiseks v\u00f5rreldes kogu aine \u00fcldise k\u00e4ttesaadavusega. Seet\u00f5ttu ei tule k\u00fclmutusagensi puudust kvantt\u00f6\u00f6stusele m\u00e4rkama.<\/p>\n

Lisaks arendatakse t\u00e4na ka muid meetodeid helium-3 kaevandamiseks, mis ei ole seotud tritiumiga. \u00dcks neist on isotoobi kaevandamine loodusgaasist. Esiteks allutatakse see s\u00fcgavale kondenseerimisele madalatel temperatuuridel, seej\u00e4rel l\u00e4bib see eraldamis- ja destilleerimisprotsesse (gaasi lisandite eemaldamist). Varem peeti seda l\u00e4henemist majanduslikult ebaotstarbekaks, kuid tehnoloogia arengu t\u00f5ttu on olukord muutunud. Eelmisel aastal teatas oma plaanidest helium-3 kaevandamiseks. teatas Gazprom.<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Mitmed riigid plaanivad kaevandada helium-3 Kuu pinnalt. Selle pinnakiht sisaldab kuni 2,5 miljonit tonni<\/a><\/noindex> (vt. 2) seda ainet. Teadlaste hinnangul piisab ressursist viieks tuhandeks aastaks. NASA on juba alustanud seadmete projektide loomist<\/a><\/noindex>, mis t\u00f6\u00f6tlevad regoliiti.<\/a><\/noindex> heelium-3. As development of the corresponding terrestrial and lunar infrastructure is being handled India<\/a><\/noindex> ja China<\/a><\/noindex>. However, its practical implementation will not happen before 2030.<\/p><\/blockquote>\n

\nAnother way to prevent a helium-3 shortage is to find alternatives for its use in neutron scanners. In fact, it has already been found<\/a><\/noindex> in 2018 \u2014 these became zinc sulfide and lithium-6 fluoride crystals. They allow for the detection of radioactive materials with an accuracy exceeding 90%.<\/p>\n

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

Other 'quantum' issues<\/h2>\n

\nBesides the helium shortage, there are other challenges hindering the advancement of quantum computers. The first is the lack of hardware components. There are still few large enterprises globally dedicated to developing the 'inner workings' of quantum machines. Sometimes companies have to wait more than a year<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

A number of countries are trying to address this issue through government programs. Such initiatives have already been launched in the USA and Europe. For instance, just recently in the Netherlands, supported by the Ministry of Economic Affairs, the company Delft Circuits started operations. It focuses on producing components for quantum computing systems.<\/p>\n

Veel k\u00e4tkeb raskus \u2014 spetsialistide puudus. Nende j\u00e4rele on n\u00f5udlus suurenenud, kuid nende leidmine pole lihtne. Vastavalt andmetele<\/a><\/noindex> NYT, on maailmas kogenud \u201ekvantinseneride\u201d arv v\u00e4hem kui tuhat. Probleemi lahendavad juhtivad tehnilised \u00fclikoolid. N\u00e4iteks MIT-is on juba loovad<\/a><\/noindex> alustatud esimestes programmides spetsialistide koolitamiseks kvantmasinatega t\u00f6\u00f6tamiseks. Vastavate akadeemiliste programmide v\u00e4ljat\u00f6\u00f6tamiseks tegelevad<\/a><\/noindex> tegeleb ka Ameerika \u00dchendriikide National Quantum Initiative.<\/p>\n

\u00dcldiselt on IT-eksperdid veendunud, et kvantarvutite loojaid ootavad ees \u00fcletatavad probleemid. Tulevikus v\u00f5ib oodata uusi tehnoloogilisi l\u00e4bimurdeid selles valdkonnas.<\/p>\n

\nMillest me kirjutame esimeses blogis ettev\u00f5tte IaaS kohta:<\/p>\n