Nitkellmu dwar il-prerekwiżiti u nipprovdu opinjonijiet esperti.
/ ritratt CC BY-ND
Għaliex huwa meħtieġ elju fil-kompjuters quantum?
Qabel ma ngħaddu għall-istorja tas-sitwazzjoni tan-nuqqas tal-elju, ejja nitkellmu dwar għaliex il-kompjuters quantum jeħtieġu l-elju fl-ewwel lok.
Magni Quantum joperaw fuq qubits. Huma, b'differenza mill-bits klassiċi, jistgħu jkunu fl-istati 0 u 1 fl-istess ħin - f'superpożizzjoni. F'sistema tal-kompjuters, il-fenomenu tal-paralleliżmu quantum iseħħ meta l-operazzjonijiet jitwettqu simultanjament ma 'żero u wieħed. Din il-karatteristika tippermetti li magni bbażati fuq qubit isolvu xi problemi aktar malajr minn kompjuters klassiċi, bħal simulazzjoni ta 'reazzjonijiet molekulari u kimiċi.
Iżda hemm problema: il-qubits huma oġġetti fraġli u jistgħu jżommu s-superpożizzjoni biss għal ftit nanosekondi. Huwa mfixkel anke minn ċaqliq żgħir fit-temperatura; . Biex tiġi evitata qerda qubit, kompjuters quantum f'temperaturi baxxi - 10 mK (-273,14 ° C). Biex jiksbu temperaturi qrib iż-żero assolut, il-kumpaniji jużaw elju likwidu, jew aktar preċiżament, iżotopi , li ma jibbiesx taħt tali kundizzjonijiet estremi.
X'inhi l-problema
Fil-futur qarib, l-industrija tal-IT tista 'tiffaċċja nuqqas ta' elju-3 għall-iżvilupp ta 'kompjuters quantum. Fid-Dinja, din is-sustanza prattikament qatt ma tinsab fil-forma naturali tagħha - il-volum tagħha jinsab fl-atmosfera tal-pjaneta (1,37 ppm relattiv għall-elju-4). Elju-3 huwa prodott ta 'tħassir ta' tritju, li l-produzzjoni tiegħu (l-aħħar reattur nukleari tal-ilma tqil ingħalaq fl-Istati Uniti). Wara, it-tritju beda jiġi estratt minn komponenti ta 'armi nukleari dekummissjonati, iżda Skont is-Servizz ta' Riċerka tal-Kungress tal-Istati Uniti, din l-inizjattiva ma żiedetx b'mod sinifikanti l-ħażna tas-sustanza strateġika. Ir-Russja u l-Istati Uniti għandhom xi riservi, iżda .
Is-sitwazzjoni hija aggravata mill-fatt li parti pjuttost sinifikanti tal-elju-3 tintefaq fuq il-produzzjoni ta 'skaners tan-newtroni użati fil-punti ta' kontroll tal-fruntiera biex ifittxu materjali radjuattivi. L-iskaner tan-newtroni ilu għodda obbligatorja fl-uffiċċji doganali kollha tal-Istati Uniti mill-2000. Minħabba għadd ta 'dawn il-fatturi, il-provvista ta' elju-3 fl-Istati Uniti diġà hija kkontrollata minn aġenziji tal-gvern li joħorġu kwoti lil organizzazzjonijiet pubbliċi u privati, u l-esperti tal-IT jinkwetaw li dalwaqt mhux se jkun hemm biżżejjed elju-3 għal kulħadd.
Kemm hu ħażin?
Huwa maħsub li nuqqas ta 'elju-3 se jkollu impatt negattiv fuq l-iżviluppi quantum. Blake Johnson, viċi president tal-manifattur tal-kompjuter quantum Rigetti Computing, f'intervista mal-MIT Tech Review dak ir-refriġerant huwa oerhört diffiċli biex jinkiseb. Il-problemi huma aggravati mill-ispiża għolja tagħha—jiswa $40 biex timla unità waħda ta 'refriġerazzjoni.
Iżda rappreżentanti minn D-Wave, startup quantum oħra, ma jaqblux mal-opinjoni ta 'Blake. Permezz Viċi President tal-organizzazzjoni, il-produzzjoni ta 'kompjuter quantum wieħed teħtieġ biss ammont żgħir ta' elju-3, li jista 'jissejjaħ insinifikanti meta mqabbel mal-volum totali disponibbli tas-sustanza. Għalhekk, in-nuqqas ta 'refriġerant se jkun inviżibbli għall-industrija quantum.
Barra minn hekk, metodi oħra għall-estrazzjoni tal-elju-3 li ma jinvolvux tritju qed jiġu żviluppati llum. Waħda minnhom hija l-estrazzjoni tal-isotopi mill-gass naturali. L-ewwel, jgħaddi minn kondensazzjoni profonda f'temperaturi baxxi, u mbagħad jgħaddi mill-proċessi ta 'separazzjoni u rettifika (separazzjoni ta' impuritajiet tal-gass). Preċedentement, dan l-approċċ kien ikkunsidrat ekonomikament mhux fattibbli, iżda bl-iżvilupp tat-teknoloġija s-sitwazzjoni inbidlet. Is-sena l-oħra dwar il-pjanijiet tiegħu li jibda jipproduċi elju-3 .
Għadd ta’ pajjiżi qed jagħmlu pjanijiet biex jagħmlu l-minjieri tal-elju-3 fuq il-Qamar. Is-saff tal-wiċċ tiegħu fih sa (Tabella 2) ta' din is-sustanza. Ix-xjentisti jistmaw li r-riżors se jdum għal ħamest elef sena. NASA diġà bdiet toħloq li jirriċiklaw għall-elju-3. Qed jitwettaq l-iżvilupp tal-infrastruttura terrestri u lunari korrispondenti и . Iżda mhux se jkun possibbli li tiġi implimentata fil-prattika sal-2030.
Mod ieħor biex jiġi evitat nuqqas ta 'elju-3 huwa li jinstab sostitut għalih fil-produzzjoni ta' skaners tan-newtroni. Mill-mod, tagħha fl-2018 - sar kristalli ta 'sulfide taż-żingu u fluworidu tal-litju-6. Huma jagħmluha possibbli li jiġu rreġistrati materjali radjuattivi bi preċiżjoni li taqbeż id-90%.
/ ritratt CC BY-ND
Problemi oħra "quantum".
Minbarra n-nuqqas tal-elju, hemm diffikultajiet oħra li qed ixekklu l-iżvilupp tal-kompjuters quantum. L-ewwel huwa n-nuqqas ta 'komponenti tal-ħardwer. Għad hemm ftit intrapriżi kbar fid-dinja li qed jiżviluppaw il-"mili" għall-magni quantum. Xi drabi l-kumpaniji jkollhom jistennew sakemm tiġi mmanifatturata s-sistema tat-tkessiħ, .
Numru ta’ pajjiżi qed jippruvaw isolvu l-problema permezz ta’ programmi tal-gvern. Inizjattivi bħal dawn diġà tnedew fl-Istati Uniti u fl-Ewropa. Pereżempju, dan l-aħħar fl-Olanda, bl-appoġġ tal-Ministeru tal-Ekonomija, Delft Circuits bdew joperaw. Jipproduċi komponenti għal sistemi ta' kompjuters quantum.
Diffikultà oħra hija n-nuqqas ta 'speċjalisti. Id-domanda għalihom qed tikber, iżda li ssibhom mhux daqshekk faċli. Permezz NYT, m'hemmx aktar minn elf "inġiniera quantum" b'esperjenza fid-dinja. Universitajiet tekniċi ewlenin qed isolvu l-problema. Per eżempju, fil-MIT diġà l-ewwel programmi għat-taħriġ ta 'speċjalisti fil-ħidma ma' magni quantum. Żvilupp ta' programmi akkademiċi rilevanti u fl-Inizjattiva Quantum Nazzjonali Amerikana.
B'mod ġenerali, l-esperti tal-IT huma konvinti li l-problemi li jiffaċċjaw il-ħallieqa tal-kompjuters quantum jistgħu jingħelbu kompletament. U fil-futur nistgħu nistennew skoperti teknoloġiċi ġodda f'dan il-qasam.
Dak li niktbu dwaru fl-ewwel blog dwar l-intrapriża IaaS:
Sors: www.habr.com