Wy prate oer de betingsten en jouwe saakkundige advizen.
/ foto CC BY-ND
Wêrom is helium nedich yn kwantumkomputers?
Foardat jo oergean nei it ferhaal fan 'e situaasje fan heliumtekoart, litte wy prate oer wêrom't kwantumkompjûters yn it foarste plak helium nedich binne.
Quantummasines wurkje op qubits. Se kinne, yn tsjinstelling ta klassike bits, tagelyk yn steaten 0 en 1 wêze - yn in superposysje. Yn in komputersysteem komt it ferskynsel fan kwantumparallelisme foar as operaasjes tagelyk mei nul en ien útfierd wurde. Dizze funksje lit qubit-basearre masines guon problemen flugger oplosse as klassike kompjûters, lykas it simulearjen fan molekulêre en gemyske reaksjes.
Mar d'r is in probleem: qubits binne kwetsbere objekten en se kinne allinich in pear nanosekonden superposysje hâlde. It wurdt fersteurd troch sels in lichte temperatuerfluktuaasje; de saneamde . Om foar te kommen qubit ferneatiging, quantum kompjûters by lege temperatueren - 10 mK (-273,14 °C). Om temperatueren tichtby it absolute nul te berikken, brûke bedriuwen floeibere helium, of krekter, in isotoop , dy't ûnder sokke ekstreme omstannichheden net ferhurde.
Wat is it probleem
Yn 'e heine takomst kin de IT-sektor in tekoart oan helium-3 hawwe foar de ûntwikkeling fan kwantumkompjûters. Op ierde, dizze stof is praktysk nea fûn yn syn natuerlike foarm - syn folume is yn 'e sfear fan' e planeet (1,37 ppm relatyf oan helium-4). Helium-3 is in ferfalprodukt fan tritium, wêrfan de produksje (de lêste kearnreaktor foar swier wetter waard sletten yn 'e FS). Neitiid begûn tritium te winnen út ûnderdielen fan ôfbrutsen kearnwapens, mar Neffens de US Congressional Research Service hat dit inisjatyf de foarried fan 'e strategyske substansje net signifikant ferhege. Ruslân en de FS hawwe wat reserves, mar .
De situaasje wurdt fergriemd troch it feit dat in frij wichtich part fan helium-3 wurdt bestege oan de produksje fan neutron scanners brûkt by grins kontrôles om te sykjen nei radioaktive materialen. De neutroanenscanner is sûnt 2000 in ferplicht ark by alle Amerikaanske dûanekantoaren. Troch in oantal fan dizze faktoaren wurdt it oanbod fan helium-3 yn 'e Feriene Steaten al kontrolearre troch oerheidsynstânsjes dy't kwotas útjaan oan publike en partikuliere organisaasjes, en IT-eksperts meitsje har soargen dat d'r meikoarten net genôch helium-3 foar elkenien wêze sil.
Hoe slim is it
It wurdt leaud dat in tekoart oan helium-3 in negative ynfloed sil hawwe op kwantumûntwikkelingen. Blake Johnson, fise-presidint fan kwantumkomputer fabrikant Rigetti Computing, yn in ynterview mei MIT Tech Review dat koelmiddel is ongelooflijk dreech te krijen. De problemen wurde fergrutte troch de hege kosten - it kostet $ 40 om ien kuolkast te foljen.
Mar fertsjintwurdigers fan D-Wave, in oare kwantum-opstart, binne it net iens mei de miening fan Blake. Troch Vice-presidint fan 'e organisaasje, de produksje fan ien kwantumkomputer fereasket mar in lyts bedrach fan helium-3, dat kin neamd wurde ûnbelangryk yn ferliking mei it totale beskikbere folume fan' e stof. Dêrom sil it tekoart oan koelmiddel ûnsichtber wêze foar de kwantumyndustry.
Plus, oare metoaden foar it ekstrahearjen fan helium-3 dy't gjin tritium befetsje, wurde hjoed ûntwikkele. Ien dêrfan is de winning fan de isotoop út ierdgas. Earst, it ûndergiet djippe kondensaasje by lege temperatueren, en dan giet troch de prosessen fan skieding en rectification (skieding fan gas ûnreinheden). Eartiids waard dizze oanpak beskôge as ekonomysk ûnmooglik, mar mei de ûntwikkeling fan technology is de situaasje feroare. Ferline jier oer syn plannen om te begjinnen mei de produksje fan helium-3 .
In oantal lannen meitsje plannen om helium-3 op 'e moanne te minen. Syn oerflak laach befettet oant (Tabel 2) fan dizze stof. Wittenskippers skatte dat de boarne fiiftûzen jier duorje sil. NASA is al begon te meitsjen dat recycle oan helium-3. De ûntwikkeling fan de oerienkommende ierdske en moanneynfrastruktuer wurdt útfierd и . Mar it sil pas yn 2030 yn de praktyk útfiere kinne.
In oare manier om in tekoart oan helium-3 foar te kommen is in ferfanging dêrfoar te finen by de produksje fan neutronescanners. Trouwens, sy yn 2018 - it waard kristallen fan sinksulfide en lithium-6-fluoride. Se meitsje it mooglik om radioaktive materialen te registrearjen mei in krektens fan mear as 90%.
/ foto CC BY-ND
Oare "kwantum" problemen
Njonken it heliumtekoart binne d'r oare swierrichheden dy't de ûntwikkeling fan kwantumkomputers hinderje. De earste is it gebrek oan hardware-komponinten. D'r binne noch in pear grutte bedriuwen yn 'e wrâld dy't de "filling" foar kwantummasines ûntwikkelje. Soms moatte bedriuwen wachtsje oant it koelsysteem wurdt produsearre, .
In oantal lannen besykje it probleem op te lossen troch regearingsprogramma's. Sokke inisjativen binne al lansearre yn 'e FS en Europa. Sa binne koartlyn yn Nederlân, mei stipe fan it ministearje fan Ekonomy, Delft Circuits útein set. It produsearret komponinten foar kwantumkomputersystemen.
In oare swierrichheid is it gebrek oan spesjalisten. De fraach nei har groeit, mar se fine is net sa maklik. Troch NYT, d'r binne net mear as tûzen betûfte "quantum-yngenieurs" yn 'e wrâld. Leadende technyske universiteiten lossen it probleem op. Bygelyks al by MIT de earste programma's foar it oplieden fan spesjalisten yn it wurkjen mei kwantummasines. Untwikkeling fan relevante akademyske programma's en yn it American National Quantum Initiative.
Yn 't algemien binne IT-eksperts derfan oertsjûge dat de problemen dy't de makkers fan kwantumkompjûters konfrontearje, folslein oerwinber binne. En yn 'e takomst kinne wy ferwachtsje nije technologyske trochbraken op dit mêd.
Wat wy skriuwe oer yn it earste blog oer bedriuw IaaS:
Boarne: www.habr.com