Baldintzei buruz hitz egiten dugu eta adituen iritziak ematen ditugu.
/ argazkia CC BY-ND
Zergatik behar da helioa ordenagailu kuantikoetan?
Helio eskasiaren egoeraren istorioari ekin aurretik, hitz egin dezagun zergatik behar duten ordenagailu kuantikoek helioa lehenik eta behin.
Makina kuantikoak qubitetan funtzionatzen dute. Bit klasikoek ez bezala, 0 eta 1 egoeretan egon daitezke aldi berean - gainjarri batean. Sistema informatiko batean, paralelismo kuantikoaren fenomenoa eragiketak zero eta bat aldi berean egiten direnean gertatzen da. Ezaugarri honi esker, qubitetan oinarritutako makinek ordenagailu klasikoek baino azkarrago ebatzi ditzakete arazo batzuk, hala nola erreakzio molekular eta kimikoak simulatuz.
Baina arazo bat dago: qubit-ak objektu hauskorrak dira eta nanosegundo gutxi batzuetan baino ezin dute gainjartzea. Tenperaturaren gorabehera txiki batek ere eten egiten du; . Qubit suntsitzea ekiditeko, ordenagailu kuantikoak tenperatura baxuetan - 10 mK (-273,14 Β°C). Zero absolututik hurbil dauden tenperaturak lortzeko, enpresek helio likidoa erabiltzen dute, edo, zehatzago esanda, isotopo bat , hain muturreko baldintzetan gogortzen ez dena.
Zein da arazoa
Etorkizun hurbilean, informatika-industriak helio-3 eskasia izan dezake ordenagailu kuantikoen garapenerako. Lurrean, substantzia hau ia ez da bere forma naturalean aurkitzen - bere bolumena planetaren atmosferan dago (1,37 ppm helio-4arekiko). Helio-3 tritioaren desintegrazio-produktua da, eta horren ekoizpena da (ur astuneko azken erreaktore nuklearra AEBetan itxi zen). Ondoren, desaktibatutako arma nuklearren osagaietatik tritioa ateratzen hasi zen, baina AEBetako Kongresuko Ikerketa Zerbitzuaren arabera, ekimen honek ez zuen substantzia estrategikoaren biltegia nabarmen handitu. Errusiak eta AEBek erreserba batzuk dituzte, baina .
Egoera larriagotu egiten da helio-3aren zati aski esanguratsu bat material erradioaktiboak bilatzeko mugako kontrolguneetan erabiltzen diren neutroi-eskanerrak ekoizten gastatzen direlako. Neutroien eskanerra derrigorrezko tresna da AEBetako aduana-bulego guztietan 2000. urtetik. Faktore horietako batzuk direla eta, Estatu Batuetako helio-3 hornidura erakunde publiko eta pribatuei kuotak ematen dizkieten gobernu-agentziek kontrolatzen dute dagoeneko, eta informatikako adituek kezkatzen dute laster ez ote den helio-3 nahikoa izango denentzat.
Zein txarra da?
Helio-3 eskasiak garapen kuantikoan eragin negatiboa izango duela uste da. Blake Johnson, Rigetti Computing ordenagailu kuantikoen fabrikatzailearen presidenteordea, MIT Tech Review-i egindako elkarrizketa batean hozgarri hori lortzea izugarri zaila da. Arazoak areagotu egiten dira bere kostu altuak - 40 mila dolar balio du hozte-unitate bat betetzeko.
Baina D-Wave beste startup kuantikoko ordezkariak ez daude ados Blakeren iritziarekin. Nork Erakundeko presidenteordeak, ordenagailu kuantiko baten ekoizpenak helio-3 kantitate txiki bat besterik ez du behar, eta hori hutsala dei daiteke substantziaren bolumen erabilgarriarekin alderatuta. Hori dela eta, hozgarrien eskasia ikusezina izango da industria kuantikoarentzat.
Gainera, tritiorik ez duten helio-3 erauzteko beste metodo batzuk garatzen ari dira gaur egun. Horietako bat gas naturaletik isotopoa ateratzea da. Lehenik eta behin, tenperatura baxuetan kondentsazio sakona jasaten du, eta, ondoren, bereizketa eta zuzenketa prozesuetatik igarotzen da (gasen ezpurutasunak bereiztea). Aurretik, ikuspegi hori ekonomikoki bideraezina zen, baina teknologiaren garapenarekin egoera aldatu egin da. Iaz helio-3 ekoizten hasteko asmoari buruz .
Hainbat herrialdek planak egiten ari dira Ilargian helio-3 minatzeko. Bere gainazaleko geruzak gehienez substantzia honen (2. taula). Zientzialariek kalkulatzen dute baliabideak bost mila urteko iraupena izango duela. NASA dagoeneko hasi da sortzen birziklatzen dutenak helio-3ra. Dagokion lurreko eta ilargi azpiegituraren garapena burutzen ari da ΠΈ . Baina ezin izango da praktikan ezarri 2030era arte.
Helio-3 eskasia saihesteko beste modu bat neutroi-eskanerrak ekoizteko ordezko bat aurkitzea da. Bide batez, bera 2018an - zink sulfuroaren eta litio-6 fluorurraren kristalak bihurtu ziren. Material erradioaktiboak %90etik gorako zehaztasunarekin erregistratzeko aukera ematen dute.
/ argazkia CC BY-ND
Beste arazo "kuantikoak".
Helio eskasiaz gain, ordenagailu kuantikoen garapena oztopatzen duten beste zailtasun batzuk daude. Lehenengoa hardware osagaien falta da. Oraindik enpresa handi gutxi daude munduan makina kuantikoetarako "betegarria" garatzen. Batzuetan enpresek hozte sistema fabrikatu arte itxaron behar dute, .
Hainbat herrialde gobernu programen bidez arazoa konpontzen saiatzen ari dira. AEBetan eta Europan abian jarri dira dagoeneko horrelako ekimenak. Esaterako, duela gutxi Herbehereetan, Ekonomia Ministerioaren laguntzarekin, Delft Zirkuituak martxan hasi zen. Sistema kuantikoetarako osagaiak ekoizten ditu.
Beste zailtasun bat espezialista falta da. Horien eskaera gero eta handiagoa da, baina aurkitzea ez da hain erraza. Nork NYT, ez daude mila esperientziadun "ingeniari kuantiko" baino gehiago munduan. Unibertsitate tekniko nagusiak arazoa konpontzen ari dira. Adibidez, MIT-en dagoeneko makina kuantikoekin lan egiteko espezialistak prestatzeko lehen programak. Dagokion programa akademikoen garapena eta American National Quantum Initiative-n.
Oro har, informatikan adituak konbentzituta daude ordenagailu kuantikoen sortzaileek dituzten arazoak guztiz gaindigarriak direla. Eta etorkizunean aurrerapen teknologiko berriak espero ditzakegu arlo honetan.
IaaS enpresari buruzko lehen blogean idazten duguna:
Iturria: www.habr.com