{"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\/hu\/blog\/administrirovanie\/nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu","title":{"rendered":"A h\u00e9lium hi\u00e1nya lass\u00edthatja a kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pek fejl\u0151d\u00e9s\u00e9t \u2013 \u00e1ttekintj\u00fck a helyzetet","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Besz\u00e9l\u00fcnk a felt\u00e9telekr\u0151l \u00e9s bemutatjuk a szak\u00e9rt\u0151k v\u00e9lem\u00e9ny\u00e9t.<\/h5>\n

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

Mi\u00e9rt sz\u00fcks\u00e9ges a h\u00e9lium a kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pekhez<\/h2>\n

\nMiel\u0151tt \u00e1tt\u00e9rn\u00e9nk a h\u00edrekre a h\u00e9liumhi\u00e1nyr\u00f3l, besz\u00e9lj\u00fcnk arr\u00f3l, hogy mi\u00e9rt van egy\u00e1ltal\u00e1n sz\u00fcks\u00e9g a kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pekhez h\u00e9liumra.<\/p>\n

A kvantummasin\u00e1k kubitekkel dolgoznak. Ezek, ellent\u00e9tben a klasszikus bitekkel, egyszerre lehetnek 0 \u00e9s 1 \u00e1llapotokban \u2014 szuperpoz\u00edci\u00f3ban. A sz\u00e1m\u00edt\u00e1si rendszerben kvantum p\u00e1rhuzamoss\u00e1g l\u00e9p fel, amikor a m\u0171veletek egyidej\u0171leg zajlanak a null\u00e1val \u00e9s az egyessel. Ez a jelens\u00e9g lehet\u0151v\u00e9 teszi a kubitekkel rendelkez\u0151 g\u00e9pek sz\u00e1m\u00e1ra, hogy bizonyos feladatokat gyorsabban oldjanak meg, mint a klasszikus sz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pek \u2014 p\u00e9ld\u00e1ul molekul\u00e1ris \u00e9s k\u00e9miai reakci\u00f3k modellez\u00e9sekor.<\/a><\/noindex><\/p>\n

De itt van egy probl\u00e9ma: a kubitek t\u00f6r\u00e9keny objektumok, \u00e9s a szuperpoz\u00edci\u00f3t csak n\u00e9h\u00e1ny nanoszekundumig tudj\u00e1k fenntartani. M\u00e9g egy kis h\u0151m\u00e9rs\u00e9klet-ingadoz\u00e1s is megszak\u00edtja azt, ez a \u00fagynevezett\u00a0dekoherencia<\/a><\/noindex>. A kubitek megsemmis\u00fcl\u00e9s\u00e9nek elker\u00fcl\u00e9se \u00e9rdek\u00e9ben a kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9peknek alacsony h\u0151m\u00e9rs\u00e9kleten kell m\u0171k\u00f6dni\u00fck<\/a><\/noindex> , 10 mK (\u2013273,14\u00b0C) k\u00f6r\u00fcli h\u0151m\u00e9rs\u00e9kleten. Az abszol\u00fat null\u00e1hoz k\u00f6zeli h\u0151m\u00e9rs\u00e9kletek el\u00e9r\u00e9s\u00e9re a c\u00e9gek foly\u00e9kony h\u00e9liumot haszn\u00e1lnak, pontosabban a h\u00e9lium-3<\/a><\/noindex>, amely nem szil\u00e1rdul meg ilyen sz\u00e9ls\u0151s\u00e9ges k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyek k\u00f6z\u00f6tt.<\/p>\n

Mi a probl\u00e9ma<\/h2>\n

\nA k\u00f6zelj\u00f6v\u0151ben az IT-ipar h\u00e9lium-3 hi\u00e1nnyal n\u00e9zhet szembe a kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pek fejleszt\u00e9s\u00e9hez. A F\u00f6ld\u00f6n ez az anyag szinte nem fordul el\u0151 term\u00e9szetes form\u00e1ban \u2014 az atmoszf\u00e9r\u00e1j\u00e1ban l\u00e9v\u0151 mennyis\u00e9ge mind\u00f6ssze 0,000137%<\/a><\/noindex> (1,37 r\u00e9sze milli\u00f3hoz a h\u00e9lium-4-hez k\u00e9pest). A h\u00e9lium-3 a tr\u00edtium boml\u00e1sterm\u00e9ke, amelynek gy\u00e1rt\u00e1s\u00e1t 1988-ban le\u00e1ll\u00edtott\u00e1k<\/noindex> (az Egyes\u00fclt \u00c1llamokban bez\u00e1rt\u00e1k az utols\u00f3 neh\u00e9zv\u00edz-reaktort). A tr\u00edtiumot ezut\u00e1n selejtezett atomfegyverek alkot\u00f3elemeib\u0151l kezdt\u00e9k el nyerni, de a adatok<\/a><\/noindex> Amerikai Kongresszus Kutat\u00f3szolg\u00e1lata szerint ez a kezdem\u00e9nyez\u00e9s nem tette lehet\u0151v\u00e9 jelent\u0151s mennyis\u00e9g\u0171 strat\u00e9giai anyag k\u00e9szlet\u00e9nek n\u00f6vel\u00e9s\u00e9t. Oroszorsz\u00e1gnak \u00e9s az Egyes\u00fclt \u00c1llamoknak van n\u00e9mi k\u00e9szlete bel\u0151le, de ezek a v\u00e9g\u00e9hez k\u00f6zelednek.<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

A helyzetet s\u00falyosb\u00edtja, hogy a h\u00e9lium-3 jelent\u0151s r\u00e9sze neutronos szkennerek gy\u00e1rt\u00e1s\u00e1ra megy, amelyeket a hat\u00e1rpontokon haszn\u00e1lnak radioakt\u00edv anyagok keres\u00e9s\u00e9re. A neutronos szkenner 2000 \u00f3ta k\u00f6telez\u0151 eszk\u00f6z minden amerikai v\u00e1mhat\u00e1ron. Sz\u00e1mos t\u00e9nyez\u0151 miatt az Egyes\u00fclt \u00c1llamokban a h\u00e9lium-3 sz\u00e1ll\u00edtm\u00e1nyok m\u00e1r \u00e1llami szervek \u00e1ltal ellen\u0151rizve vannak, amelyek kv\u00f3t\u00e1kat adnak ki \u00e1llami \u00e9s mag\u00e1n szervezetek sz\u00e1m\u00e1ra, \u00e9s az IT-szak\u00e9rt\u0151k agg\u00f3dnak, hogy hamarosan minden h\u00e9lium-3-ra v\u00e1gy\u00f3 el\u00e9gtelens\u00e9g l\u00e9phet fel.<\/p>\n

Mennyire rossz a helyzet?<\/h2>\n

\nEgyes v\u00e9lem\u00e9nyek szerint a h\u00e9lium-3 hi\u00e1nya negat\u00edvan befoly\u00e1solja a kvantumfejleszt\u00e9seket. Blake Johnson, a Rigetti Computing kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9p-gy\u00e1rt\u00f3 c\u00e9g aleln\u00f6ke a MIT Tech Review-nak adott interj\u00faj\u00e1ban elmondta<\/a><\/noindex>, hogy a h\u0171t\u0151k\u00f6zeg hihetetlen\u00fcl nehezen beszerezhet\u0151. A probl\u00e9m\u00e1t s\u00falyosb\u00edtja a magas \u00e1ra - egy h\u0171t\u0151berendez\u00e9s felt\u00f6lt\u00e9se 40 ezer doll\u00e1rt em\u00e9szt fel.<\/p>\n

A D-Wave, egy m\u00e1sik kvantum-startup k\u00e9pvisel\u0151i azonban nem \u00e9rtenek egyet Blake v\u00e9lem\u00e9ny\u00e9vel. Szerint\u00fck szavak<\/a><\/noindex> az aleln\u00f6k szerint egy kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9p gy\u00e1rt\u00e1s\u00e1hoz csup\u00e1n kis mennyis\u00e9g\u0171 h\u00e9lium-3 sz\u00fcks\u00e9ges, amely az \u00f6sszes rendelkez\u00e9sre \u00e1ll\u00f3 mennyis\u00e9ghez k\u00e9pest elhanyagolhat\u00f3. Ez\u00e9rt a h\u0171t\u0151k\u00f6zeg hi\u00e1nya a kvantumipar sz\u00e1m\u00e1ra szinte \u00e9szrev\u00e9tlen marad.<\/p>\n

Plusz, ma m\u00e1r m\u00e1s h\u00e9lium-3 nyer\u00e9si m\u00f3dszerek is kidolgoz\u00e1s alatt \u00e1llnak, amelyek nem kapcsol\u00f3dnak a tr\u00edtiomhoz. Az egyik ilyen m\u00f3dszer a h\u00e9lium izot\u00f3p\u00e1nak nyer\u00e9se f\u00f6ldg\u00e1zb\u00f3l. El\u0151sz\u00f6r m\u00e9ly kondenz\u00e1ci\u00f3n megy kereszt\u00fcl alacsony h\u0151m\u00e9rs\u00e9kleten, majd szennyez\u0151 g\u00e1zok elv\u00e1laszt\u00e1s\u00e1n \u00e9s tiszt\u00edt\u00e1s\u00e1n (szekr\u00e9ci\u00f3 \u00e9s rektifik\u00e1l\u00e1s) esik \u00e1t. Kor\u00e1bban ezt a megk\u00f6zel\u00edt\u00e9st gazdas\u00e1gilag nem volt \u00e9rdemes megval\u00f3s\u00edtani, de a technol\u00f3gi\u00e1k fejl\u0151d\u00e9s\u00e9vel a helyzet megv\u00e1ltozott. Tavaly a \"Gazprom\" bejelentette, hogy tervezi a h\u00e9lium-3 nyer\u00e9s\u00e9t .<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

T\u00f6bb orsz\u00e1g tervez h\u00e9lium-3 kitermel\u00e9st a Holdon. A felsz\u00edni r\u00e9teg\u00e9ben ak\u00e1r 2,5 milli\u00f3 tonna<\/a><\/noindex> (2. t\u00e1bl\u00e1zat) is lehet. A tud\u00f3sok becsl\u00e9se szerint ez az er\u0151forr\u00e1s \u00f6t \u00e9vezredre elegend\u0151. A NASA m\u00e1r elkezdte az \u00fczemek projektjeinek kidolgoz\u00e1s\u00e1t,<\/a><\/noindex>, amelyek regolitot<\/a><\/noindex> alak\u00edtanak h\u00e9lium-3-\u00e1. A megfelel\u0151 f\u00f6ldi \u00e9s holdi infrastrukt\u00fara kidolgoz\u00e1s\u00e1n India<\/a><\/noindex> \u00e9s K\u00edna<\/a><\/noindex>dolgozik. De t\u00e9nylegesen 2030 el\u0151tt nem val\u00f3sulhat meg.<\/p><\/blockquote>\n

\nEgy m\u00e1sik m\u00f3dja a h\u00e9lium-3 hi\u00e1ny\u00e1nak megel\u0151z\u00e9s\u00e9re az, hogy helyettes\u00edt\u0151t tal\u00e1lunk a neutronos szkennerek gy\u00e1rt\u00e1s\u00e1hoz. \u00c9rdekess\u00e9g, hogy ezt m\u00e1r felfedezt\u00e9k<\/a><\/noindex> 2018-ban \u2014 ezek a cink-szulfid \u00e9s a l\u00edtium-fluorid-6 krist\u00e1lyok. Ezek lehet\u0151v\u00e9 teszik a radioakt\u00edv anyagok 90%-ot meghalad\u00f3 pontoss\u00e1ggal t\u00f6rt\u00e9n\u0151 \u00e9szlel\u00e9s\u00e9t.<\/p>\n

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

Egy\u00e9b \u201ekvantum\u201d probl\u00e9m\u00e1k<\/h2>\n

\nA h\u00e9liumhi\u00e1ny mellett m\u00e1s neh\u00e9zs\u00e9gek is akad\u00e1lyozz\u00e1k a kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pek fejl\u0151d\u00e9s\u00e9t. Az els\u0151 a hardver elem hi\u00e1nya. A vil\u00e1gon m\u00e9g mindig kev\u00e9s nagy v\u00e1llalat foglalkozik a kvantumg\u00e9pek \u201ealkatr\u00e9szeinek\u201d fejleszt\u00e9s\u00e9vel. N\u00e9ha a c\u00e9geknek v\u00e1rakozniuk kell, am\u00edg elk\u00e9sz\u00fcl a h\u0171t\u0151rendszer, t\u00f6bb mint egy \u00e9vig.<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Sz\u00e1mos orsz\u00e1g pr\u00f3b\u00e1lja megoldani a probl\u00e9m\u00e1t \u00e1llami programok r\u00e9v\u00e9n. Ilyen kezdem\u00e9nyez\u00e9sek m\u00e1r elindultak az Egyes\u00fclt \u00c1llamokban \u00e9s Eur\u00f3p\u00e1ban. P\u00e9ld\u00e1ul nemr\u00e9giben Hollandi\u00e1ban, a Gazdas\u00e1gi Miniszt\u00e9rium t\u00e1mogat\u00e1s\u00e1val, elindult a Delft Circuits. Ez a c\u00e9g kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00e1stechnikai rendszerekhez gy\u00e1rt alkatr\u00e9szeket.<\/p>\n

M\u00e9g egy neh\u00e9zs\u00e9g \u2014 a szakemberek hi\u00e1nya. A kereslet ugyanis n\u00f6vekszik, de nem olyan egyszer\u0171 \u0151ket megtal\u00e1lni. A adatok<\/a><\/noindex> NYT szerint a vil\u00e1gban nem t\u00f6bb ezer tapasztalt \u201ekvantum m\u00e9rn\u00f6k\u201d van. A vezet\u0151 m\u0171szaki egyetemek pr\u00f3b\u00e1lj\u00e1k megoldani a probl\u00e9m\u00e1t. P\u00e9ld\u00e1ul a MIT m\u00e1r kidolgozza<\/a><\/noindex> az els\u0151 programokat a kvantumg\u00e9pekkel val\u00f3 munk\u00e1ra szakosodott szakemberek k\u00e9pz\u00e9s\u00e9re. A megfelel\u0151 akad\u00e9miai programok kidolgoz\u00e1sa foglalkoznak<\/a><\/noindex> a National Quantum Initiative keret\u00e9ben az Egyes\u00fclt \u00c1llamokban is zajlik.<\/p>\n

\u00d6sszess\u00e9g\u00e9ben az IT-szak\u00e9rt\u0151k meg vannak gy\u0151z\u0151dve arr\u00f3l, hogy a kvantumsz\u00e1m\u00edt\u00f3g\u00e9pek fejleszt\u0151it \u00e9r\u0151 probl\u00e9m\u00e1k teljes m\u00e9rt\u00e9kben lek\u00fczdhet\u0151k. A j\u00f6v\u0151ben \u00faj technol\u00f3giai \u00e1tt\u00f6r\u00e9sek v\u00e1rhat\u00f3k ezen a ter\u00fcleten.<\/p>\n

\nMir\u0151l \u00edrunk az els\u0151 IaaS v\u00e1llalati blogunkban:<\/p>\n