Kita ngomong babagan prasyarat lan menehi pendapat ahli.
/ foto CC BY-ND
Napa helium dibutuhake ing komputer kuantum?
Sadurunge pindhah menyang crita kahanan kekurangan helium, ayo ngomong babagan kenapa komputer kuantum mbutuhake helium ing wiwitan.
Mesin kuantum beroperasi ing qubit. Padha, ora kaya bit klasik, bisa ing negara 0 lan 1 ing wektu sing padha - ing superposisi. Ing sistem komputasi, fenomena paralelisme kuantum dumadi nalika operasi ditindakake bebarengan karo nol lan siji. Fitur iki ngidini mesin basis qubit ngatasi sawetara masalah luwih cepet tinimbang komputer klasik, kayata simulasi reaksi molekul lan kimia.
Nanging ana masalah: qubit minangka obyek sing rapuh lan mung bisa njaga superposisi sajrone sawetara nanodetik. Iki diganggu dening fluktuasi suhu sing sithik; sing diarani . Kanggo ngindhari karusakan qubit, komputer kuantum ing suhu kurang - 10 mK (-273,14 Β° C). Kanggo nggayuh suhu sing cedhak karo nol mutlak, perusahaan nggunakake helium cair, utawa luwih tepat, isotop , kang ora harden ing kahanan nemen kuwi.
Apa masalahe
Ing mangsa ngarep, industri IT bisa ngadhepi kekurangan helium-3 kanggo pangembangan komputer kuantum. Ing Bumi, zat iki meh ora ditemokake ing wangun alam - volume ing atmosfer planet (1,37 ppm relatif marang helium-4). Helium-3 minangka produk bosok saka tritium, sing diprodhuksi (reaktor nuklir banyu abot pungkasan ditutup ing AS). SawisΓ© iku, tritium wiwit diekstrak saka komponen senjata nuklir decommissioned, nanging Miturut US Congressional Research Service, inisiatif iki ora sacara signifikan nambah stockpile saka bahan strategis. Rusia lan AS duwe sawetara cadangan, nanging .
Kahanan kasebut saya tambah amarga kasunyatan manawa bagean sing cukup penting saka helium-3 digunakake kanggo produksi pemindai neutron sing digunakake ing papan papriksan tapel wates kanggo nggoleki bahan radioaktif. Pemindai neutron wis dadi alat wajib ing kabeh kantor pabean AS wiwit taun 2000. Amarga sawetara faktor kasebut, pasokan helium-3 ing Amerika Serikat wis dikontrol dening lembaga pemerintah sing ngetokake kuota kanggo organisasi publik lan swasta, lan para ahli IT kuwatir yen ora bakal cukup helium-3 kanggo kabeh wong.
Carane ala iku?
Dipercaya yen kekurangan helium-3 bakal duwe pengaruh negatif marang perkembangan kuantum. Blake Johnson, wakil presiden produsen komputer kuantum Rigetti Computing, ing wawancara karo MIT Tech Review refrigerant sing luar biasa angel diwenehi. Masalah kasebut saya tambah amarga biaya sing dhuwur - regane $ 40 kanggo ngisi siji unit kulkas.
Nanging wakil saka D-Wave, wiwitan kuantum liyane, ora setuju karo pendapat Blake. Miturut Wakil Presiden organisasi kasebut, produksi siji komputer kuantum mung mbutuhake jumlah helium-3 sing cilik, sing bisa diarani ora pati penting dibandhingake karo volume total zat sing kasedhiya. Mulane, kekurangan refrigeran bakal ora katon ing industri kuantum.
Kajaba iku, cara liya kanggo ngekstrak helium-3 sing ora kalebu tritium dikembangake saiki. Salah sijine yaiku ekstraksi isotop saka gas alam. Kaping pisanan, ngalami kondensasi jero ing suhu sing kurang, lan banjur liwat proses pamisahan lan rectification (pemisahan impurities gas). Sadurunge, pendekatan iki dianggep ora bisa ditindakake kanthi ekonomi, nanging kanthi perkembangan teknologi kahanan kasebut wis owah. Taun kepungkur babagan rencana kanggo miwiti ngasilake helium-3 .
Sawetara negara nggawe rencana kanggo mine helium-3 ing Bulan. Lapisan permukaanΓ© ngemot nganti (Tabel 2) saka zat iki. Para ilmuwan ngira manawa sumber daya kasebut bakal tahan limang ewu taun. NASA wis wiwit nggawe sing daur ulang kanggo helium-3. Pangembangan infrastruktur terestrial lan lunar sing cocog ditindakake ΠΈ . Nanging ora bisa dileksanakake ing praktik nganti 2030.
Cara liya kanggo nyegah kekurangan helium-3 yaiku nemokake pengganti kasebut ing produksi pemindai neutron. Miturut cara, dheweke ing 2018 - dadi kristal seng sulfida lan lithium-6 fluoride. Padha ngidini kanggo ndhaptar bahan radioaktif kanthi akurasi ngluwihi 90%.
/ foto CC BY-ND
Masalah "kuantum" liyane
Saliyane kekurangan helium, ana alangan liyane sing ngalangi pangembangan komputer kuantum. Sing pertama yaiku kekurangan komponen hardware. Isih ana sawetara perusahaan gedhe ing saindenging jagad ngembangake "isi" kanggo mesin kuantum. Kadhangkala perusahaan kudu ngenteni nganti sistem pendinginan digawe, .
Sawetara negara nyoba ngatasi masalah kasebut liwat program pemerintah. Inisiatif kasebut wis diluncurake ing AS lan Eropa. Contone, bubar ing Walanda, kanthi dhukungan saka Kementerian Ekonomi, Sirkuit Delft wiwit operasi. Iki ngasilake komponen kanggo sistem komputasi kuantum.
Kesulitan liyane yaiku kekurangan spesialis. Panjaluk kasebut saya tambah akeh, nanging ora gampang golek. Miturut NYT, ora ana luwih saka sewu "insinyur kuantum" sing berpengalaman ing donya. Universitas teknis sing unggul ngrampungake masalah kasebut. Contone, ing MIT wis program pisanan kanggo spesialis latihan ing nggarap mesin kuantum. Pengembangan program akademik sing relevan lan ing Inisiatif Kuantum Nasional Amerika.
UmumΓ©, para ahli IT yakin manawa masalah sing diadhepi para pangripta komputer kuantum bisa diatasi. Lan ing mangsa ngarep kita bisa nyana terobosan teknologi anyar ing wilayah iki.
Apa sing kita tulis ing blog pisanan babagan perusahaan IaaS:
Source: www.habr.com