{"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\/it\/blog\/administrirovanie\/nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu","title":{"rendered":"La carenza di elio potrebbe rallentare lo sviluppo dei computer quantistici \u2014 discutiamo la situazione","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Parliamo delle premesse e presentiamo le opinioni degli esperti.<\/h5>\n

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

A cosa serve l'elio nei computer quantistici<\/h2>\n

\nPrima di passare a discutere della situazione relativa alla carenza di elio, parliamo del motivo per cui i computer quantistici hanno bisogno dell'elio.<\/p>\n

Le macchine quantistiche operano con qubit. A differenza dei bit classici, possono trovarsi negli stati 0 e 1 contemporaneamente \u2014 in sovrapposizione. Nella sistema computazionale si verifica il fenomeno del parallelismo quantistico, quando le operazioni vengono eseguite simultaneamente con zero e uno. Questa caratteristica consente alle macchine basate su qubit di risolvere alcuni problemi pi\u00f9 rapidamente dei computer classici \u2014 ad esempio, modellare reazioni molecolari e chimiche.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Ma qui c'\u00e8 un problema: i qubit sono oggetti fragili e possono mantenere la sovrapposizione solo per pochi nanosecondi. Anche una piccola oscillazione della temperatura interferisce, si verifica quella che viene chiamata\u00a0decoerenza<\/a><\/noindex>. Per evitare di distruggere i qubit, i computer quantistici devono operare<\/a><\/noindex> in condizioni di basse temperature \u2014 10 mK (\u2013273,14\u00b0C). Per raggiungere temperature vicine allo zero assoluto, le aziende utilizzano elio liquido, e pi\u00f9 precisamente, l'isotopo elio-3<\/a><\/noindex>, che non si solidifica in tali condizioni estreme.<\/p>\n

Qual \u00e8 il problema<\/h2>\n

\nNel prossimo futuro, l'industria IT potrebbe affrontare una carenza di elio-3 per lo sviluppo di computer quantistici. Sulla Terra, questa sostanza si trova praticamente solo in forma naturale \u2014 il suo volume nell'atmosfera del pianeta \u00e8 solo dello 0,000137%<\/a><\/noindex> (1,37 parti per milione rispetto all'elio-4). L'elio-3 \u00e8 un prodotto della decomposizione del trizio, la cui produzione \u00e8 stata interrotta nel 1988<\/noindex> (negli Stati Uniti \u00e8 stato chiuso l'ultimo reattore nucleare a acqua pesante). Dopo che il trizio \u00e8 stato estratto da componenti di armi nucleari dismesse, ma secondo dati<\/a><\/noindex> il Servizio di Ricerca del Congresso degli Stati Uniti, questa iniziativa non ha consentito di aumentare significativamente le riserve di questa sostanza strategica. La Russia e gli Stati Uniti hanno alcune riserve, ma stanno per finire<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

La situazione \u00e8 aggravata dal fatto che una parte significativa dell'elio-3 viene utilizzata per la produzione di scanner neutronici, utilizzati nei punti di confine per individuare materiali radioattivi. Lo scanner neutronico \u00e8 uno strumento obbligatorio in tutte le dogane americane dal 2000. A causa di diversi fattori, negli Stati Uniti le forniture di elio-3 sono gi\u00e0 controllate dalle autorit\u00e0 governative, che rilasciano quote a organizzazioni pubbliche e private, e gli esperti IT sono preoccupati che presto ci sar\u00e0 scarsit\u00e0 di elio-3 per tutti coloro che ne hanno bisogno.<\/p>\n

Quanto \u00e8 grave la situazione<\/h2>\n

\nC'\u00e8 l'opinione che la mancanza di elio-3 avr\u00e0 un impatto negativo sugli sviluppi quantistici. Blake Johnson, vicepresidente della societ\u00e0 produttrice di computer quantistici Rigetti Computing in un'intervista con MIT Tech Review ha raccontato<\/a><\/noindex>, afferma che il refrigerante \u00e8 incredibilmente difficile da reperire. I problemi sono aggravati dal suo alto costo: ci vogliono 40.000 dollari per riempire un'unit\u00e0 refrigerante.<\/p>\n

Ma i rappresentanti di D-Wave, un altro startup quantistico, non sono d'accordo con l'opinione di Blake. Secondo gli esperti, i principali problemi dell'Internet delle cose sono le password facilmente indovinabili (spesso sono presenti password di fabbrica preimpostate, accessibili pubblicamente) e i firmware obsoleti dei dispositivi. In migliori dei casi, gli aggiornamenti vengono pubblicati con notevoli ritardi, nel peggiore \u2014 non vengono rilasciati affatto (a volte la possibilit\u00e0 di aggiornamento non \u00e8 nemmeno prevista a livello tecnico). Di conseguenza, molti dispositivi IoT vengono compromessi attraverso modi banali, come vulnerabilit\u00e0 nell'interfaccia web. Quasi tutte queste vulnerabilit\u00e0 sono critiche, ma il produttore ha possibilit\u00e0 estremamente limitate di creare rapidamente una patch e distribuirla come aggiornamento.<\/a><\/noindex> il vicepresidente dell'organizzazione, per produrre un computer quantistico viene utilizzata solo una piccola quantit\u00e0 di elio-3, che pu\u00f2 essere considerata insignificante rispetto al volume complessivo di sostanza disponibile. Pertanto, la carenza di refrigerante sar\u00e0 impercettibile per l'industria quantistica.<\/p>\n

Inoltre, oggi si stanno sviluppando altri metodi di estrazione dell'elio-3, non legati al trizio. Uno di questi consiste nell'estrazione dell'isotopo dal gas naturale. Innanzitutto, viene sottoposto a una profonda condensazione a basse temperature e poi passa attraverso processi di separazione e rettificazione (rimozione delle impurit\u00e0 gassose). In passato, questo approccio era considerato economicamente non vantaggioso, ma con l'avanzamento della tecnologia la situazione \u00e8 cambiata. Lo scorso anno sono stati annunciati i piani per iniziare l'estrazione di elio-3 da Gazprom<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Diverse nazioni stanno pianificando l'estrazione di elio-3 sulla Luna. Nella sua superficie sono contenuti fino a 2,5 milioni di tonnellate<\/a><\/noindex> (tab. 2) di questa sostanza. Secondo le stime degli scienziati, la risorsa baster\u00e0 per cinquemila anni. La NASA ha gi\u00e0 iniziato a creare progetti di impianti<\/a><\/noindex>, che elaborano il regolito<\/a><\/noindex> in elio-3. Lo sviluppo delle rispettive infrastrutture terrestri e lunari \u00e8 curato da l'India<\/a><\/noindex> e Cina<\/a><\/noindex>. Ma la sua realizzazione nella pratica non avverr\u00e0 prima del 2030.<\/p><\/blockquote>\n

\nUn altro modo per prevenire la carenza di elio-3 \u00e8 trovare un sostituto nella produzione di scanner a neutroni. A proposito, \u00e8 gi\u00e0 stato scoperto<\/a><\/noindex> nel 2018: i cristalli di solfuro di zinco e fluoruro di litio-6. Questi permettono di registrare materiali radioattivi con un'accuratezza superiore al 90%.<\/p>\n

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

Altri problemi \"quantistici\"<\/h2>\n

\nOltre alla carenza di elio, ci sono altre difficolt\u00e0 che ostacolano lo sviluppo dei computer quantistici. La prima \u00e8 la mancanza di componenti hardware. Al mondo ci sono ancora poche grandi aziende che si occupano dello sviluppo del \"cuore\" delle macchine quantistiche. A volte le aziende devono aspettare che venga prodotta una sistema di raffreddamento, anche pi\u00f9 di un anno<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Diverse nazioni stanno cercando di affrontare il problema tramite programmi governativi. Iniziative di questo tipo sono gi\u00e0 state avviate negli Stati Uniti e in Europa. Ad esempio, recentemente nei Paesi Bassi, con il supporto del Ministero dell'Economia, \u00e8 emersa l'azienda Delft Circuits. Si occupa della produzione di componenti per sistemi di calcolo quantistico.<\/p>\n

Un'altra difficolt\u00e0 \u00e8 la scarsit\u00e0 di specialisti. La domanda per loro \u00e8 in crescita, ma trovarli non \u00e8 cos\u00ec semplice. Secondo dati<\/a><\/noindex> il NYT, nel mondo ci sono meno di mille \"ingegneri quantistici\" esperti. Il problema viene affrontato da alcune universit\u00e0 tecniche di prestigio. Ad esempio, al MIT sono gi\u00e0 stanno creando<\/a><\/noindex> partiti i primi programmi per formare specialisti nel lavoro con macchine quantistiche. La creazione di programmi accademici appropriati si occupa di<\/a><\/noindex> \u00e8 prevista anche nell'iniziativa nazionale statunitense per il quantum.<\/p>\n

In generale, gli esperti IT sono convinti che i problemi che affrontano i creatori dei computer quantistici siano superabili. E in futuro ci si pu\u00f2 aspettare nuove rivoluzioni tecnologiche in questo campo.<\/p>\n

\nDi cosa scriviamo nel primo blog sull'IaaS aziendale:<\/p>\n