Биз алгылыктуу шарттарды айтып, эксперттик корутундуларды беребиз.
/ сүрөт CC BY-ND
Эмне үчүн гелий кванттык компьютерлерге керек?
Гелий жетишсиздиги жөнүндөгү окуяга өтүүдөн мурун, келгиле, кванттык компьютерлер эмне үчүн гелийге муктаж экени жөнүндө сүйлөшөлү.
Кванттык машиналар кубиттерде иштейт. Алар классикалык биттерден айырмаланып, бир эле учурда 0 жана 1 абалда болушу мүмкүн - суперпозицияда. Эсептөө системасында кванттык параллелизм кубулушу нөл жана бир менен бир убакта операциялар аткарылганда пайда болот. Бул өзгөчөлүк кубитке негизделген машиналарга молекулярдык жана химиялык реакцияларды симуляциялоо сыяктуу классикалык компьютерлерге караганда кээ бир маселелерди тезирээк чечүүгө мүмкүндүк берет.
Бирок бир маселе бар: кубиттер морт объекттер жана алар суперпозицияны бир нече наносекундга гана сактай алышат. Бул деп аталган бир аз температуранын өзгөрүшү менен бузулат; . Кубиттин бузулушуна жол бербөө үчүн, кванттык компьютерлер төмөнкү температурада - 10 мК (-273,14°С). Абсолюттук нөлгө жакын температурага жетүү үчүн компаниялар суюк гелийди, тагыраак айтканда, изотопту колдонушат. , мындай экстремалдык шарттарда катууланбайт.
Көйгөй эмнеде
Жакынкы келечекте IT индустриясы кванттык компьютерлерди иштеп чыгуу үчүн гелий-3 жетишсиздигине туш болушу мүмкүн. Жерде, бул зат дээрлик эч качан табигый түрдө табылган эмес - анын көлөмү планетанын атмосферасында (гелий-1,37 салыштырмалуу 4 промилле). Гелий-3 - тритийдин ажыроо продуктусу, аны өндүрүү (АКШда акыркы оор суудагы өзөктүк реактор жабылган). Андан кийин тритий жоюлган өзөктүк куралдын компоненттеринен чыгарыла баштаган, бирок АКШнын Конгрессинин изилдөөлөр кызматынын маалыматы боюнча, бул демилге стратегиялык заттын запастарын олуттуу түрдө көбөйткөн жок. Россия менен АКШнын кээ бир резервдери бар, бирок .
Гелий-3тин бир кыйла олуттуу белугу радиоактивдүү материалдарды издөө үчүн чек ара бекеттеринде колдонулуучу нейтрондук сканерлерди жасап чыгарууга жумшалып жаткандыгы кырдаалды курчутат. Нейтрон сканери 2000-жылдан бери АКШнын бардык бажы кеңселеринде милдеттүү курал болуп саналат. Ушул бир катар факторлордон улам, Кошмо Штаттарда гелий-3 менен камсыз кылуу буга чейин мамлекеттик жана жеке уюмдарга квота берген мамлекеттик органдар тарабынан көзөмөлдөнүп турат жана IT-эксперттер жакында бардыгына гелий-3 жетпей калат деп кооптонушат.
Кандай жаман
Гелий-3 жетишсиздиги кванттык өнүгүүлөргө терс таасирин тийгизет деп ишенишет. Блейк Джонсон, кванттык компьютер өндүрүүчүсү Rigetti Computing компаниясынын вице-президенти, MIT Tech Review менен болгон маегинде ал муздаткычты алуу абдан кыйын. Көйгөйлөр анын кымбаттыгы менен курчуйт — бир муздаткычты толтуруу үчүн 40 XNUMX доллар керектелет.
Бирок дагы бир кванттык стартаптын D-Wave өкүлдөрү Блейктин пикири менен макул эмес. By Уюмдун вице-президенти, бир кванттык компьютерди өндүрүү үчүн бир аз гана гелий-3 керектелет, аны заттын жалпы көлөмүнө салыштырганда анча деле чоң эмес деп атоого болот. Ошондуктан, муздаткычтын жетишсиздиги кванттык өнөр жай үчүн көрүнбөй калат.
Мындан тышкары, бүгүнкү күндө тритийди камтыбаган гелий-3 алуунун башка ыкмалары иштелип чыгууда. Алардын бири — жаратылыш газынан изотопту алуу. Биринчиден, ал төмөнкү температурада терең конденсациядан өтөт, андан кийин бөлүү жана ректификация процесстеринен өтөт (газ аралашмаларын бөлүү). Мурда бул ыкма экономикалык жактан максатка ылайыксыз деп эсептелчү, бирок технологиянын өнүгүшү менен абал өзгөрдү. Гелий-3 чыгарууну баштоонун пландары женунде еткен жылы .
Бир катар мамлекеттер Айда гелий-3 кенин казып алууну пландаштырып жатышат. Анын беттик катмары чейин камтыйт (2-таблица) ушул заттын. Окумуштуулар бул ресурс беш миң жылга жетет деп эсептешет. НАСА буга чейин түзө баштаган ошол кайра иштетүү гелий-3. Тиешелүү жер үстүндөгү жана айдын инфраструктурасын өнүктүрүү иштери жүргүзүлүүдө и . Бирок аны иш жүзүндө 2030-жылга чейин ишке ашыруу мүмкүн эмес.
Гелий-3 жетишсиздигин алдын алуунун дагы бир жолу — нейтрондук сканерлерди жасап чыгарууда анын ордун басуучуну табуу. Айтмакчы, аны 2018-жылы - цинк сульфидинин жана литий-6 фторидинин кристаллдарына айланган. Алар радиоактивдүү материалдарды 90%дан ашкан тактык менен каттоого мүмкүндүк берет.
/ сүрөт CC BY-ND
Башка "кванттык" көйгөйлөр
Гелий жетишсиздигинен тышкары, кванттык компьютерлердин өнүгүшүнө тоскоол болгон башка кыйынчылыктар да бар. Биринчиси - аппараттык компоненттердин жоктугу. Дүйнөдө кванттык машиналар үчүн "толтурууну" иштеп чыгуучу ири ишканалар дагы эле аз. Кээде компаниялар муздатуу системасы өндүрүлгөнгө чейин күтүүгө туура келет, .
Бир катар мамлекеттер мамлекеттик программалар аркылуу маселени чечүүгө аракет кылууда. Мындай демилгелер буга чейин АКШда жана Европада көтөрүлгөн. Мисалы, жакында эле Нидерландияда Экономика министрлигинин колдоосу менен Delft Circuits иштей баштады. Ал кванттык эсептөө системалары үчүн компоненттерди чыгарат.
Дагы бир кыйынчылык - адистердин жетишсиздиги. Аларга суроо-талап өсүп жатат, бирок аларды табуу анчалык деле оңой эмес. By NYT, дүйнөдө миңден ашык тажрыйбалуу “квант инженерлери” жок. Алдыңкы техникалык университеттер маселени чечип жатышат. Мисалы, буга чейин MIT кванттык машиналар менен иштөө боюнча адистерди даярдоонун биринчи программалары. Тиешелүү окуу программаларын иштеп чыгуу жана Американын Улуттук кванттык демилгесинде.
Жалпысынан алганда, IT-эксперттер кванттык компьютерлерди жаратуучулардын алдында турган көйгөйлөр толугу менен жеңүүгө мүмкүн экенине ишенишет. Ал эми келечекте бул жаатта жаңы технологиялык жетишкендиктерди күтсөк болот.
IaaS ишканасы жөнүндө биринчи блогдо эмне жөнүндө жазабыз:
Source: www.habr.com