Бид урьдчилсан нөхцөлүүдийн талаар ярилцаж, шинжээчийн дүгнэлтийг өгдөг.
/ гэрэл зураг CC BY-ND
Квантын компьютерт гелий яагаад хэрэгтэй вэ?
Гелийн хомсдолын тухай түүх рүү шилжихээсээ өмнө квант компьютерт гелий яагаад хэрэгтэй байгаа талаар ярилцъя.
Квантын машинууд кубит дээр ажилладаг. Тэд сонгодог битүүдээс ялгаатай нь 0 ба 1 төлөвт нэгэн зэрэг байж болно - суперпозицияд. Тооцооллын системд үйлдлүүдийг тэг ба нэгтэй зэрэг гүйцэтгэх үед квант параллелизмын үзэгдэл үүсдэг. Энэ функц нь молекул болон химийн урвалыг дуурайлган хийх гэх мэт зарим асуудлыг сонгодог компьютерээс илүү хурдан шийдвэрлэх боломжийг qubit-д суурилсан машинуудад олгодог.
Гэхдээ нэг асуудал байна: кубитууд нь эмзэг объектууд бөгөөд хэдхэн нано секундын турш суперпозицияа хадгалж чаддаг. Температурын бага зэрэг хэлбэлзэлтэй ч гэсэн эвдэрдэг; гэж нэрлэгддэг . Кубит устгалаас зайлсхийхийн тулд квант компьютерууд бага температурт - 10 мК (-273,14 ° C). Үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт хүрэхийн тулд компаниуд шингэн гели, илүү нарийвчлалтай изотопыг ашигладаг. , ийм эрс тэс нөхцөлд хатуурдаггүй.
Асуудал юу вэ
Ойрын ирээдүйд МТ-ийн салбар квант компьютерийг хөгжүүлэхэд зориулсан гелий-3-ын хомсдолтой тулгарч магадгүй юм. Дэлхий дээр энэ бодис бараг хэзээ ч байгалийн хэлбэрээр олддоггүй - түүний эзэлхүүн нь гаригийн агаар мандалд байдаг (гелий-1,37-тэй харьцуулахад 4 ppm). Гели-3 нь тритиумын задралын бүтээгдэхүүн бөгөөд түүнийг үйлдвэрлэдэг (Сүүлийн хүнд усны цөмийн реактор АНУ-д хаагдсан). Дараа нь тритиумыг устгасан цөмийн зэвсгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс гаргаж авч эхэлсэн боловч АНУ-ын Конгрессын судалгааны албаны мэдээлснээр, энэ санаачилга стратегийн бодисын нөөцийг төдийлөн нэмэгдүүлээгүй байна. Орос, АНУ-д тодорхой хэмжээний нөөц бий, гэхдээ .
Гели-3-ын нэлээд хэсэг нь хилийн шалган нэвтрүүлэх боомтуудад цацраг идэвхт бодис хайхад ашигладаг нейтрон сканнер үйлдвэрлэхэд зарцуулагдаж байгаа нь нөхцөл байдлыг улам хүндрүүлж байна. Нейтрон сканнер нь 2000 оноос хойш АНУ-ын бүх гаалийн газарт зайлшгүй хэрэглэгдэх хэрэгсэл болжээ. Эдгээр хэд хэдэн хүчин зүйлээс шалтгаалан АНУ-д гелий-3-ын нийлүүлэлтийг төрийн болон хувийн хэвшлийн байгууллагуудад квот олгодог төрийн байгууллагууд аль хэдийн хянадаг бөгөөд мэдээллийн технологийн мэргэжилтнүүд удахгүй хүн бүрт хүрэлцэхүйц гелий-3 байхгүй болно гэж санаа зовж байна.
Ямар муухай юм бэ?
Гели-3-ын хомсдол нь квантын хөгжилд сөргөөр нөлөөлнө гэж үздэг. Квантын компьютер үйлдвэрлэгч Rigetti Computing компанийн дэд ерөнхийлөгч Блэйк Жонсон MIT Tech Review сэтгүүлд өгсөн ярилцлагадаа тэр хөргөгчийг олж авахад үнэхээр хэцүү байдаг. Өндөр өртөгтэй нь асуудал улам хүндэрдэг - нэг хөргөгчийг дүүргэхэд 40 доллар зарцуулдаг.
Гэхдээ өөр нэг квант стартап болох D-Wave-ийн төлөөлөгчид Блэйкийн саналтай санал нийлэхгүй байна. By Тус байгууллагын дэд ерөнхийлөгч хэлэхдээ, нэг квант компьютер үйлдвэрлэхэд зөвхөн бага хэмжээний гелий-3 шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь бодисын нийт хэмжээтэй харьцуулахад ач холбогдолгүй гэж хэлж болно. Тиймээс хөргөлтийн хомсдол нь квант үйлдвэрлэлийн салбарт үл үзэгдэх болно.
Үүнээс гадна тритий агуулаагүй гелий-3-ыг гаргаж авах бусад аргуудыг өнөөдөр боловсруулж байна. Үүний нэг нь байгалийн хийнээс изотоп гаргаж авах явдал юм. Нэгдүгээрт, энэ нь бага температурт гүн конденсацид орж, дараа нь салгах, арилгах (хийн хольцыг салгах) процессоор дамждаг. Өмнө нь энэ аргыг эдийн засгийн хувьд боломжгүй гэж үздэг байсан ч технологи хөгжихийн хэрээр нөхцөл байдал өөрчлөгдсөн. Өнгөрсөн жил түүний гелий-3 үйлдвэрлэж эхлэх төлөвлөгөөний талаар .
Хэд хэдэн улс саран дээр гелий-3 олборлохоор төлөвлөж байна. Түүний гадаргуугийн давхарга нь хүртэл агуулдаг (Хүснэгт 2) энэ бодисын . Эрдэмтдийн тооцоолсноор нөөц нь таван мянган жил үргэлжилнэ. НАСА аль хэдийн бүтээж эхэлсэн тэр дахин боловсруулалт гелий-3 руу. Газрын болон сарны холбогдох дэд бүтцийг хөгжүүлэх ажил хийгдэж байна и . Гэхдээ 2030 он хүртэл бодитоор хэрэгжүүлэх боломжгүй.
Гели-3-ын хомсдолоос урьдчилан сэргийлэх өөр нэг арга бол нейтрон сканнер үйлдвэрлэхэд түүнийг орлуулах бодис олох явдал юм. Дашрамд хэлэхэд тэр 2018 онд энэ нь цайрын сульфид ба лити-6 фторын талстууд болсон. Эдгээр нь цацраг идэвхт материалыг 90% -иас дээш нарийвчлалтайгаар бүртгэх боломжийг олгодог.
/ гэрэл зураг CC BY-ND
Бусад "квант" асуудлууд
Гелийн хомсдолоос гадна квант компьютерийг хөгжүүлэхэд саад болж буй бусад бэрхшээлүүд байдаг. Эхнийх нь техник хангамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дутагдал юм. Дэлхий дээр квант машинд зориулж "дүүргэгч" хөгжүүлж буй томоохон үйлдвэрүүд цөөхөн хэвээр байна. Заримдаа компаниуд хөргөлтийн системийг үйлдвэрлэх хүртэл хүлээх хэрэгтэй болдог. .
Хэд хэдэн улс орон засгийн газрын хөтөлбөрөөр асуудлыг шийдэхийг оролдож байна. Ийм санаачлагыг АНУ болон Европт аль хэдийн эхлүүлсэн. Жишээлбэл, саяхан Нидерландад Эдийн засгийн яамны дэмжлэгтэйгээр Delft Circuits ажиллаж эхэлсэн. Энэ нь квант тооцоолох системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үйлдвэрлэдэг.
Өөр нэг бэрхшээл бол мэргэжилтнүүдийн дутагдал юм. Тэдний эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаа ч тэдгээрийг олох нь тийм ч хялбар биш юм. By NYT, дэлхий дээр мянга гаруй туршлагатай "квант инженер" байдаггүй. Техникийн тэргүүлэгч их сургуулиуд асуудлыг шийдэж байна. Жишээлбэл, MIT-д аль хэдийн квант машинтай ажиллах мэргэжилтэн бэлтгэх анхны хөтөлбөрүүд. Холбогдох эрдэм шинжилгээний хөтөлбөрүүдийг боловсруулах мөн Америкийн үндэсний квант санаачилгад.
Ерөнхийдөө МТ-ийн мэргэжилтнүүд квант компьютер бүтээгчдийн өмнө тулгардаг бэрхшээлийг бүрэн даван туулах боломжтой гэдэгт итгэлтэй байна. Ирээдүйд бид энэ салбарт технологийн шинэ нээлтүүдийг хүлээж чадна.
IaaS аж ахуйн нэгжийн талаархи анхны блог дээр бид юу бичдэг вэ:
Эх сурвалж: www.habr.com