Peb tham txog qhov yuav tsum tau ua ua ntej thiab muab cov kws tshaj lij kev xav.
/ duab CC BY-ND
Vim li cas helium xav tau hauv quantum computers?
Ua ntej yuav mus rau zaj dab neeg ntawm qhov teeb meem tsis txaus helium, cia peb tham txog vim li cas quantum computers xav tau helium hauv thawj qhov chaw.
Quantum tshuab ua haujlwm ntawm qubits. Lawv, tsis zoo li cov khoom qub, tuaj yeem nyob hauv xeev 0 thiab 1 tib lub sijhawm - nyob rau hauv superposition. Nyob rau hauv ib lub tshuab xam zauv, qhov tshwm sim ntawm quantum parallelism tshwm sim thaum cov haujlwm ua haujlwm ib txhij nrog xoom thiab ib qho. Qhov no tso cai rau qubit-raws li cov cav tov los daws qee qhov teeb meem sai dua li cov khoos phis tawj qub, xws li simulating molecular thiab tshuaj tiv thaiv.
Tab sis muaj ib qho teeb meem: qubits yog cov khoom tawg yooj yim thiab lawv tuaj yeem tswj tau qhov superposition rau ob peb nanoseconds. Nws cuam tshuam los ntawm kev hloov pauv me ntsis ntawm qhov kub thiab txias; qhov hu ua . Kom tsis txhob qubit kev puas tsuaj, quantum computers ntawm qhov kub thiab txias - 10 mK (-273,14 Β° C). Txhawm rau kom ua tiav qhov ntsuas kub ze rau xoom xoom, cov tuam txhab siv cov kua helium, lossis ntau dua qhov tseeb, ib qho isotope , uas tsis harden nyob rau hauv xws li huab mob.
Qhov teeb meem yog dab tsi
Nyob rau yav tom ntej, kev lag luam IT tuaj yeem ntsib qhov tsis txaus ntawm helium-3 rau kev txhim kho quantum computers. Nyob rau hauv lub ntiaj teb, cov khoom no yog xyaum tsis tau pom nyob rau hauv nws cov natural form - nws ntim yog nyob rau hauv lub ntiaj chaw huab cua (1,37 ppm piv rau helium-4). Helium-3 yog cov khoom lwj ntawm tritium, uas yog tsim (Lub xeem dej hnyav nuclear reactor raug kaw hauv Asmeskas). Tom qab ntawd, tritium pib muab rho tawm los ntawm cov khoom ntawm decommissioned nuclear riam phom, tab sis Raws li US Congressional Kev Tshawb Fawb Kev Pabcuam, qhov kev pib no tsis tau nce cov khoom lag luam ntawm cov tswv yim zoo. Russia thiab Asmeskas muaj qee qhov tshwj tseg, tab sis .
Qhov xwm txheej yog qhov hnyav dua los ntawm qhov tseeb tias ib feem tseem ceeb ntawm helium-3 yog siv rau kev tsim cov neutron scanners siv nyob rau hauv ciam teb chaw kuaj xyuas cov khoom siv hluav taws xob. Neutron scanner tau yog ib qho yuav tsum tau ua ntawm txhua lub chaw lis haujlwm hauv Asmeskas txij li xyoo 2000. Vim muaj ntau yam ntawm cov xwm txheej no, cov khoom ntawm helium-3 hauv Tebchaws Meskas twb tau tswj hwm los ntawm tsoomfwv cov koomhaum uas muab cov quotas rau pej xeem thiab cov koom haum ntiav, thiab cov kws tshaj lij IT txhawj xeeb tias tsis ntev yuav tsis muaj helium-3 txaus rau txhua tus.
Nws phem npaum li cas?
Nws ntseeg tau tias qhov tsis txaus ntawm helium-3 yuav muaj kev cuam tshuam tsis zoo rau quantum kev loj hlob. Blake Johnson, tus lwm thawj ntawm quantum computer tsim Rigetti Computing, hauv kev xam phaj nrog MIT Tech Review uas refrigerant yog incredibly nyuaj kom tau. Cov teeb meem hnyav dua los ntawm nws tus nqi siab - nws raug nqi $ 40 los ua ib lub tub yees.
Tab sis cov neeg sawv cev los ntawm D-Wave, lwm qhov quantum startup, tsis pom zoo nrog Blake txoj kev xav. Los ntawm Tus Lwm Thawj Coj ntawm lub koom haum, kev tsim khoom ntawm ib lub computer quantum tsuas yog ib qho me me ntawm helium-3, uas tuaj yeem hu ua qhov tsis tseem ceeb piv rau tag nrho cov khoom ntim muaj. Yog li ntawd, qhov tsis txaus ntawm cov tub yees yuav tsis pom rau kev lag luam quantum.
Ntxiv rau, lwm txoj hauv kev rau kev rho tawm helium-3 uas tsis koom nrog tritium tau tsim niaj hnub no. Ib qho ntawm lawv yog kev rho tawm cov isotope los ntawm cov pa roj. Ua ntej, nws nkag mus rau qhov sib sib zog nqus condensation ntawm qhov kub thiab txias, thiab tom qab ntawd dhau los ntawm cov txheej txheem ntawm kev sib cais thiab kev kho dua tshiab (kev sib cais ntawm cov roj impurities). Yav dhau los, txoj hauv kev no tau suav tias yog kev lag luam tsis muaj txiaj ntsig, tab sis nrog kev txhim kho thev naus laus zis, qhov xwm txheej tau hloov pauv. Xyoo tas los txog nws cov phiaj xwm pib tsim helium-3 .
Ntau lub teb chaws tab tom npaj rau mine helium-3 ntawm lub hli. Nws txheej txheej muaj txog li (Table 2) ntawm cov khoom no. Cov kws tshawb fawb kwv yees tias cov peev txheej yuav kav mus txog tsib txhiab xyoo. NASA twb tau pib tsim uas recycle rau helium-3. Txoj kev loj hlob ntawm cov sib thooj av thiab lunar infrastructure yog ua ΠΈ . Tab sis nws yuav tsis tuaj yeem siv nws hauv kev xyaum kom txog rau thaum 2030.
Lwm txoj hauv kev los tiv thaiv qhov tsis txaus ntawm helium-3 yog nrhiav kev hloov pauv rau nws hauv kev tsim cov neutron scanners. Los ntawm txoj kev, nws Xyoo 2018 - nws tau los ua cov pob zeb ntawm zinc sulfide thiab lithium-6 fluoride. Lawv ua kom nws tuaj yeem sau npe cov ntaub ntawv xov tooj cua nrog qhov tseeb tshaj 90%.
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Lwm yam teeb meem "quantum".
Dhau li ntawm qhov tsis txaus helium, muaj lwm yam teeb meem uas cuam tshuam txoj kev loj hlob ntawm quantum computers. Thawj yog qhov tsis muaj cov khoom siv kho vajtse. Tseem muaj ob peb lub lag luam loj hauv ntiaj teb tsim "sau" rau quantum tshuab. Qee lub sij hawm cov tuam txhab yuav tsum tau tos kom txog thaum lub tshuab cua txias tsim, .
Ntau lub teb chaws tab tom sim daws qhov teeb meem los ntawm tsoomfwv cov haujlwm. Cov kev pib zoo li no twb tau pib hauv Asmeskas thiab Europe. Piv txwv li, tsis ntev los no hauv Netherlands, nrog kev txhawb nqa los ntawm Ministry of Economics, Delft Circuits pib ua haujlwm. Nws tsim cov khoom siv rau quantum suav tshuab.
Lwm qhov nyuaj yog qhov tsis muaj cov kws tshaj lij. Qhov kev thov rau lawv loj hlob, tab sis nrhiav tsis tau yooj yim. Los ntawm NYT, tsis muaj ntau tshaj li ib txhiab tus neeg paub txog "quantum engineers" hauv ntiaj teb. Leading technical universities tab tom daws qhov teeb meem. Piv txwv li, ntawm MIT twb thawj cov kev pabcuam rau kev cob qhia cov kws tshaj lij hauv kev ua haujlwm nrog quantum tshuab. Txhim kho cov kev kawm cuam tshuam thiab hauv American National Quantum Initiative.
Feem ntau, cov kws tshaj lij IT ntseeg tau tias cov teeb meem ntsib cov neeg tsim ntawm quantum computers yog surmountable kiag li. Thiab nyob rau hauv lub neej yav tom ntej peb tuaj yeem cia siab tias yuav muaj kev hloov kho tshiab hauv cheeb tsam no.
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