Mir schwätzen iwwer d'Viraussetzungen a bidden Expert Meenungen.
/ Foto CC BY-ND
Firwat ass Helium a Quantecomputer gebraucht?
Ier mer op d'Geschicht vun der Heliummangel Situatioun weidergoen, schwätze mer iwwer firwat Quantecomputer Helium iwwerhaapt brauchen.
Quantemaschinnen funktionnéieren op Qubits. Si, am Géigesaz zu de klassesche Bits, kënnen an de Staaten 0 an 1 zur selwechter Zäit sinn - an enger Superpositioun. An engem Rechensystem geschitt de Phänomen vu Quanteparallelismus wann Operatiounen gläichzäiteg mat Null an engem ausgefouert ginn. Dës Fonktioun erlaabt qubit-baséiert Maschinnen e puer Problemer méi séier wéi klassesch Computeren ze léisen, wéi Simulatioun molekulare a chemesch Reaktioune.
Awer et gëtt e Problem: Qubits si fragil Objeten a si kënnen nëmmen e puer Nanosekonnen iwwerlageren. Et gëtt duerch souguer eng liicht Temperaturschwankung gestéiert; . Fir Qubit Zerstéierung ze vermeiden, Quantecomputer bei niddregen Temperaturen - 10 mK (-273,14°C). Fir Temperaturen no bei der absoluter Null z'erreechen, benotze Firmen flësseg Helium, oder méi präzis, en Isotop , déi ënner esou extremen Konditiounen net härt.
Wat ass de Problem
An der nächster Zukunft kann d'IT Industrie e Mangel un Helium-3 fir d'Entwécklung vu Quantecomputer konfrontéieren. Op der Äerd ass dës Substanz praktesch ni a senger natierlecher Form fonnt - säi Volume ass an der Atmosphär vum Planéit (1,37 ppm par rapport zu Helium-4). Helium-3 ass en Zerfallsprodukt vun Tritium, d'Produktioun vun deem (de leschte Schwéierwaasser Atomreakter gouf an den USA zougemaach). Duerno huet Tritium ugefaang aus Komponente vun ofgebauten Atomwaffen extrahéiert ze ginn, awer Laut dem US Congressional Research Service huet dës Initiativ de Stock vun der strategescher Substanz net wesentlech erhéicht. Russland an d'USA hunn e puer Reserven, awer .
D'Situatioun gëtt verschäerft duerch d'Tatsaach, datt e relativ groussen Deel vum Helium-3 fir d'Produktioun vun Neutronescanner ausginn gëtt, déi op Grenzkontrollen benotzt gi fir no radioaktiven Materialien ze sichen. Den Neutronescanner ass zënter 2000 en obligatoresche Tool bei allen US Zollbüroen. Wéinst enger Rei vun dëse Faktoren ass d'Versuergung vun Helium-3 an den USA scho vu staatlechen Agencen kontrolléiert, déi Quoten un ëffentlech a privat Organisatiounen ausginn, an IT-Experten fäerten datt et geschwënn net genuch Helium-3 fir jiddereen gëtt.
Wéi schlecht ass et?
Et gëtt ugeholl datt e Mangel un Helium-3 en negativen Impakt op d'Quantenentwécklungen huet. Blake Johnson, Vizepresident vum Quantecomputer Hiersteller Rigetti Computing, an engem Interview mam MIT Tech Review dat Kältemëttel ass onheemlech schwéier ze kréien. D'Problemer ginn duerch seng héich Käschte verschäerft - et kascht $ 40 fir eng Frigoenheet ze fëllen.
Mee Vertrieder vun D-Wave, engem anere Quantephysik Startup, averstanen net mat Blake senger Meenung. Vun Vizepräsident vun der Organisatioun, d'Produktioun vun engem Quantecomputer erfuerdert nëmmen eng kleng Quantitéit Helium-3, wat onbedéngt am Verglach zum Gesamt verfügbare Volumen vun der Substanz genannt ka ginn. Dofir wäert de Mangel u Kältemëttel fir d'Quanteindustrie onsichtbar sinn.
Plus, aner Methoden fir Helium-3 ze extrahieren, déi net Tritium involvéieren, ginn haut entwéckelt. Ee vun hinnen ass d'Extraktioun vun der Isotop aus Äerdgas. Als éischt gëtt et déif Kondensatioun bei niddregen Temperaturen, a geet dann duerch d'Prozesser vun der Trennung an der Rectifikatioun (Trennung vu Gasgëftungen). Virdrun gouf dës Approche als wirtschaftlech onméiglech ugesinn, awer mat der Entwécklung vun der Technologie huet d'Situatioun geännert. Am läschte joer iwwer seng pläng fir d ' produktioun vun helium-3 .
Eng Rei Länner plangen fir Helium-3 um Mound ze minen. Seng Uewerflächeschicht enthält bis zu (Table 2) vun dëser Substanz. Wëssenschaftler schätzen datt d'Ressource fir fënnef dausend Joer dauert. D'NASA huet scho ugefaang ze kreéieren dat recycléiert zu Helium-3. D'Entwécklung vun der entspriechender terrestrescher a Moundinfrastruktur gëtt duerchgefouert и . Mä et wäert net méiglech sinn et an der Praxis bis 2030 ëmzesetzen.
Eng aner Manéier fir e Mangel un Helium-3 ze vermeiden ass en Ersatz dofir an der Produktioun vun Neutronescanner ze fannen. Iwwregens, hir am Joer 2018 - et gouf Kristalle vun Zinksulfid a Lithium-6 Fluorid. Si maachen et méiglech radioaktiv Material mat enger Genauegkeet iwwer 90% ze registréieren.
/ Foto CC BY-ND
Aner "Quante" Problemer
Nieft dem Heliummangel ginn et aner Schwieregkeeten, déi d'Entwécklung vu Quantecomputer behënneren. Déi éischt ass de Mangel u Hardware Komponenten. Et ginn nach ëmmer e puer grouss Entreprisen op der Welt, déi d'"Füllung" fir Quantemaschinnen entwéckelen. Heiansdo musse Firmen waarden bis de Killsystem hiergestallt gëtt, .
Eng Rei Länner probéieren de Problem duerch Regierungsprogrammer ze léisen. Esou Initiativen sinn schonn an den USA an Europa lancéiert ginn. Zum Beispill, viru kuerzem an Holland, mat der Ënnerstëtzung vum Wirtschaftsministère, hunn Delft Circuits ugefaang ze bedreiwen. Et produzéiert Komponente fir Quantecomputer Systemer.
Eng aner Schwieregkeet ass de Mangel u Spezialisten. D'Nofro fir si wiisst, awer se ze fannen ass net sou einfach. Vun NYT, et ginn net méi wéi dausend erfuerene "Quanteingenieuren" op der Welt. Virwaat technesch Universitéite léisen de Problem. Zum Beispill schonn um MIT déi éischt Programmer fir Spezialisten ze trainéieren fir mat Quantemaschinnen ze schaffen. Entwécklung vun relevant akademesch Programmer an an der American National Quantum Initiative.
Am Allgemengen sinn IT Experten iwwerzeegt datt d'Problemer, déi d'Creatoren vu Quantecomputer konfrontéiert sinn, komplett iwwerwannen. An an Zukunft kënne mir nei technologesch Duerchbréch an dësem Beräich erwaarden.
Wat mir schreiwen am éischte Blog iwwer Enterprise IaaS:
Source: will.com