{"id":33972,"date":"2019-10-31T21:55:41","date_gmt":"2019-10-31T18:55:41","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu\/"},"modified":"2019-10-31T21:55:41","modified_gmt":"2019-10-31T18:55:41","slug":"nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/ro\/blog\/administrirovanie\/nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu","title":{"rendered":"Lipsa de heliu poate \u00eencetini dezvoltarea calculatoarelor cuantice \u2014 discut\u0103m situa\u021bia","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
\u00cemp\u0103rt\u0103\u0219im premisele \u0219i aducem opiniile exper\u021bilor.<\/h5>\n

\n\"Lipsa<\/a><\/noindex>
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e IBM Research<\/a><\/noindex> CC BY-ND<\/i><\/p>\n

De ce este necesar heliul \u00een computerele cuantice<\/h2>\n

\n\u00cenainte de a discuta despre situa\u021bia apropierii insuficien\u021bei de heliu, s\u0103 vorbim despre de ce computerele cuantice au nevoie de heliu.<\/p>\n

Computerele cuantice opereaz\u0103 cu cubi\u021bi. Acestia, spre deosebire de bi\u021bii clasici, pot fi \u00een st\u0103rile 0 \u0219i 1 simultan \u2014 \u00een superpozi\u021bie. \u00cen sistemul computa\u021bional apare fenomenul paralelismului cuantic, c\u00e2nd opera\u021biile sunt efectuate simultan cu zero \u0219i unu. Aceast\u0103 caracteristic\u0103 permite ma\u0219inilor bazate pe cubi\u021bi s\u0103 rezolve unele probleme mai repede dec\u00e2t computerele clasice \u2014 de exemplu, s\u0103 modeleze reac\u021bii moleculare \u0219i chimice.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Dar aici exist\u0103 o problem\u0103: cubi\u021bii sunt obiecte fragile \u0219i pot men\u021bine superpozi\u021bia doar c\u00e2teva nanosecunde. Chiar \u0219i o mic\u0103 oscila\u021bie de temperatur\u0103 o distruge, fenomen denumit\u00a0decoeren\u021b\u0103<\/a><\/noindex>. Pentru a evita distrugerea cubi\u021bilor, computerele cuantice trebuie s\u0103 func\u021bioneze<\/a><\/noindex> \u00een condi\u021bii de temperatur\u0103 sc\u0103zut\u0103 \u2014 10 mK (\u2013273,14\u00b0C). Pentru a atinge temperaturi apropiate de zero absolut, companiile folosesc heliu lichid, mai exact izotopul heliu-3<\/a><\/noindex>, care nu se solidific\u0103 \u00een aceste condi\u021bii extreme.<\/p>\n

Care este problema<\/h2>\n

\n\u00cen viitorul apropiat, industria IT ar putea confrunta o penurie de heliu-3 pentru dezvoltarea computerelor cuantice. Pe P\u0103m\u00e2nt, aceast\u0103 substan\u021b\u0103 aproape c\u0103 nu se g\u0103se\u0219te \u00een mod natural \u2014 volumul s\u0103u \u00een atmosfera planetei reprezint\u0103 doar 0,000137%<\/a><\/noindex> (1,37 p\u0103r\u021bi la un milion \u00een raport cu heliu-4). Heliul-3 este un produs al descompunerii tritiului, produc\u021bia acestuia a fost oprit\u0103 \u00een 1988<\/noindex> (\u00een SUA s-a \u00eenchis ultimul reactor nuclear pe ap\u0103 grea). Dup\u0103 tritiu, acesta a \u00eenceput s\u0103 fie extras din componentele armamentului nuclear dezafectat, dar, potrivit informa\u021biile<\/a><\/noindex> Serviciului de Cercetare al Congresului SUA, aceast\u0103 ini\u021biativ\u0103 nu a reu\u0219it s\u0103 creasc\u0103 substan\u021bial rezervele substan\u021bei strategice. Rusia \u0219i SUA au unele rezerve, dar acestea se apropie de sf\u00e2r\u0219it<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Situa\u021bia este agravat\u0103 de faptul c\u0103 o parte semnificativ\u0103 din heliu-3 este utilizat\u0103 pentru fabricarea scanerelor cu neutroni, care sunt folosite la punctele de control pentru a detecta materiale radioactive. Scanerul cu neutroni este un instrument obligatoriu \u00een toate v\u0103mile americane din 2000. Din cauza unei serii de factori, \u00een SUA livr\u0103rile de heliu-3 sunt deja controlate de autorit\u0103\u021bile guvernamentale, care elibereaz\u0103 cote organiza\u021biilor statale \u0219i private, iar exper\u021bii IT se \u00eengrijoreaz\u0103 c\u0103 \u00een cur\u00e2nd nu va mai fi suficient heliu-3 pentru to\u021bi cei care \u00eel doresc.<\/p>\n

C\u00e2t de r\u0103u este totul<\/h2>\n

\nExist\u0103 p\u0103reri c\u0103 lipsa de heliu-3 va avea un impact negativ asupra dezvolt\u0103rilor cuantice. Blake Johnson, vicepre\u0219edinte al companiei produc\u0103toare de calculatoare cuantice Rigetti Computing, a declarat \u00eentr-un interviu pentru MIT Tech Review a spus<\/a><\/noindex>, c\u0103 agentul de r\u0103cire este extrem de greu de ob\u021binut. Problemele sunt agravate de costul s\u0103u ridicat - umplerea unei instala\u021bii de refrigerare cost\u0103 40.000 de dolari.<\/p>\n

Dar reprezentan\u021bii D-Wave, o alt\u0103 sugestie de start-up \u00een domeniul cuantelor, nu sunt de acord cu opinia lui Blake. Conform vorbelor lor<\/a><\/noindex> vicepre\u0219edintelui organiza\u021biei, fabricarea unui singur computer cuantic necesit\u0103 doar o cantitate mic\u0103 de heliu-3, care poate fi considerat\u0103 nesemnificativ\u0103 \u00een raport cu volumul total disponibil al substan\u021bei. Prin urmare, deficitul agentului de r\u0103cire nu va fi observat \u00een industria cuantic\u0103.<\/p>\n

\u00cen plus, ast\u0103zi se exploreaz\u0103 \u0219i alte metode de extrac\u021bie a heliu-3, nelegate de tritiu. Una dintre acestea este extrac\u021bia izotopului din gazul natural. La \u00eenceput, acesta este supus unei condens\u0103ri profunde la temperaturi sc\u0103zute, iar apoi trece prin procese de separare \u0219i rectificare (separarea impurit\u0103\u021bilor gazelor). Anterior, aceast\u0103 abordare era considerat\u0103 economic nerentabil\u0103, dar cu avansul tehnologiilor, situa\u021bia s-a schimbat. Anul trecut, s-a anun\u021bat c\u0103 vor \u00eencepe extrac\u021bia heliu-3 de c\u0103tre Gazprom<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Mai multe \u021b\u0103ri \u00ee\u0219i fac planuri de extrac\u021bie a heliu-3 de pe Lun\u0103. \u00cen stratul s\u0103u de suprafa\u021b\u0103 se g\u0103sesc p\u00e2n\u0103 la 2,5 milioane de tone<\/a><\/noindex> (tabelul 2) din aceast\u0103 substan\u021b\u0103. Potrivit estim\u0103rilor exper\u021bilor, resursa va fi suficient\u0103 pentru cinci mii de ani. NASA a \u00eenceput deja s\u0103 dezvolte proiecte pentru instala\u021bii<\/a><\/noindex>, care proceseaz\u0103 regolitul<\/a><\/noindex> \u00een heliu-3. Dezvoltarea infrastructurii corespunz\u0103toare pe P\u0103m\u00e2nt \u0219i pe Lun\u0103 este \u00een responsabilitatea Indiei<\/a><\/noindex> \u0219i China<\/a><\/noindex>. Dar implementarea sa \u00een practic\u0103 nu va fi posibil\u0103 mai devreme de 2030.<\/p><\/blockquote>\n

\nO alt\u0103 modalitate de a preveni deficitul de heliu-3 este g\u0103sirea unei alternative \u00een produc\u021bia de scanere cu neutroni. A\u0219adar, aceasta a fost deja descoperit\u0103<\/a><\/noindex> \u00een 2018 \u2014 fiind vorba despre cristalele de sulfid de zinc \u0219i fluorur\u0103 de litiu-6. Acestea permit \u00eenregistrarea materialelor radioactive cu o precizie ce dep\u0103\u0219e\u0219te 90%.<\/p>\n

\"Lipsa
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e IBM Research<\/a><\/noindex> CC BY-ND<\/i><\/p>\n

Alte probleme \u201equantum\u201d<\/h2>\n

\nPe l\u00e2ng\u0103 deficitul de heliu, exist\u0103 \u0219i alte dificult\u0103\u021bi care \u00eempiedic\u0103 dezvoltarea computerelor cuantice. Prima este lipsa componentelor hardware. \u00cen lume exist\u0103 pu\u021bini mari produc\u0103tori care se ocup\u0103 de dezvoltarea \u201einteriorului\u201d pentru ma\u0219inile cuantice. Uneori, companiile trebuie s\u0103 a\u0219tepte, p\u00e2n\u0103 c\u00e2nd se fabric\u0103 sistemul de r\u0103cire, peste un an<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

O serie de \u021b\u0103ri \u00eencearc\u0103 s\u0103 rezolve problema prin programe guvernamentale. Astfel de ini\u021biative au fost deja lansate \u00een SUA \u0219i Europa. De exemplu, recent \u00een Olanda, cu sprijinul Ministerului Economiei, a fost \u00eenfiin\u021bat\u0103 compania Delft Circuits. Aceasta se ocup\u0103 cu produc\u021bia de componente pentru sistemele de calcul cuantice.<\/p>\n

O alt\u0103 dificultate este lipsa speciali\u0219tilor. Cererea pentru ace\u0219tia cre\u0219te, \u00eens\u0103 g\u0103sirea lor nu este at\u00e2t de simpl\u0103. Potrivit informa\u021biile<\/a><\/noindex> NYT, \u00een lume exist\u0103 mai pu\u021bin de o mie de \u201eingineri cuantici\u201d experimenta\u021bi. Problema este abordat\u0103 de c\u0103tre universit\u0103\u021bile tehnice de top. De exemplu, la MIT, deja creeaz\u0103<\/a><\/noindex> sunt primele programe de formare a speciali\u0219tilor \u00een lucrul cu ma\u0219inile cuantice. Dezvoltarea programelor academice corespunz\u0103toare sunt implicate<\/a><\/noindex> se afl\u0103 \u0219i \u00een cadrul ini\u021biativei na\u021bionale de quantum din SUA.<\/p>\n

\u00cen general, exper\u021bii IT sunt convin\u0219i c\u0103 problemele cu care se confrunt\u0103 creatorii computerelor cuantice sunt pe deplin dep\u0103\u0219ibile. \u0218i \u00een viitor, se pot a\u0219tepta noi progrese tehnologice \u00een acest domeniu.<\/p>\n

\nDespre ce scriem \u00een primul blog pe IaaS corporate:<\/p>\n