Urang ngobrol ngeunaan prerequisites sarta nyadiakeun pendapat ahli.
/ poto CC ku-nd
Naha hélium diperlukeun dina komputer kuantum?
Sateuacan ngaléngkah ka carita kaayaan kakurangan hélium, hayu urang ngobrol ngeunaan naha komputer kuantum peryogi hélium di tempat munggaran.
Mesin kuantum beroperasi dina qubits. Aranjeunna, teu sapertos bit klasik, tiasa dina kaayaan 0 sareng 1 dina waktos anu sami - dina superposisi. Dina sistem komputasi, fenomena paralélisme kuantum lumangsung nalika operasi dipigawé sakaligus kalawan nol jeung hiji. Fitur ieu ngamungkinkeun mesin basis qubit pikeun ngajawab sababaraha masalah leuwih gancang ti komputer klasik, kayaning simulating réaksi molekular jeung kimiawi.
Tapi aya masalah: qubit mangrupikeun obyék anu rapuh sareng aranjeunna ngan ukur tiasa ngajaga superposisi pikeun sababaraha nanodetik. Éta kaganggu ku turunna suhu anu sakedik; anu disebut . Pikeun ngahindarkeun karuksakan qubit, komputer kuantum dina hawa low - 10 mK (-273,14 ° C). Pikeun ngahontal suhu nu deukeut ka enol mutlak, pausahaan ngagunakeun hélium cair, atawa leuwih tepatna, isotop , nu teu harden dina kaayaan ekstrim sapertos.
Naon masalahna
Dina mangsa nu bakal datang, industri IT bisa nyanghareupan kakurangan hélium-3 pikeun ngembangkeun komputer kuantum. Di Bumi, zat ieu praktis pernah kapanggih dina bentuk alam - volume na aya dina atmosfir planét (1,37 ppm relatif ka hélium-4). Hélium-3 mangrupakeun produk buruk tina tritium, produksi nu (réaktor nuklir cai beurat panungtungan ditutup di AS). Afterwards, tritium mimiti sasari tina komponén pakarang nuklir decommissioned, tapi Numutkeun kana Service Research Congressional AS, inisiatif ieu henteu sacara signifikan ningkatkeun stockpile tina zat strategis. Rusia jeung AS boga sababaraha cadangan, tapi .
Kaayaan ieu diperparah ku kanyataan yén bagian anu cukup signifikan tina hélium-3 diséépkeun pikeun ngahasilkeun panyeken neutron anu dianggo dina pamariksaan wates pikeun milarian bahan radioaktif. Scanner neutron parantos janten alat wajib di sadaya kantor pabean AS ti saprak 2000. Kusabab sababaraha faktor ieu, suplai hélium-3 di Amérika Serikat parantos dikawasa ku lembaga pamaréntahan anu ngaluarkeun kuota pikeun organisasi umum sareng swasta, sareng para ahli IT hariwang yén bakal aya teu cekap hélium-3 pikeun sadayana.
Kumaha goréng éta?
Hal ieu dipercaya yén kakurangan hélium-3 bakal boga dampak negatif kana kamajuan kuantum. Blake Johnson, wakil presiden produsén komputer kuantum Rigetti Computing, dina wawancara sareng MIT Tech Review yén refrigerant téh incredibly hésé ménta. Masalahna diperparah ku biayana anu luhur - hargana $ 40 pikeun ngeusian hiji unit kulkas.
Tapi wawakil ti D-Wave, startup kuantum sejen, teu satuju kana pamadegan Blake urang. Ku Wakil Présidén organisasi, produksi hiji komputer kuantum merlukeun ngan jumlah leutik hélium-3, nu bisa disebut kalindih dibandingkeun jeung total volume sadia zat. Ku alatan éta, kakurangan refrigerant bakal teu katingali ku industri kuantum.
Tambih Deui, métode séjén pikeun extracting hélium-3 nu teu ngalibetkeun tritium keur dimekarkeun kiwari. Salah sahijina nyaéta ékstraksi isotop tina gas alam. Kahiji, éta ngalaman kondensasi jero dina hawa low, lajeng ngaliwatan prosés separation na rectification (separation of najis gas). Saméméhna, pendekatan ieu dianggap ékonomis unfeasible, tapi ku ngembangkeun teknologi kaayaan geus robah. Taun ka tukang ngeunaan rencana na pikeun ngamimitian ngahasilkeun hélium-3 .
Sajumlah nagara nuju ngarencanakeun tambang hélium-3 di Bulan. Lapisan permukaanna ngandung nepi ka (Tabel 2) zat ieu. Élmuwan memperkirakan yén sumberdaya bakal lepas pikeun lima rébu taun. NASA parantos ngamimitian nyiptakeun daur ulang éta hélium-3. Pangwangunan infrastruktur terestrial sareng lunar anu saluyu dilaksanakeun и . Tapi éta moal mungkin pikeun nerapkeun éta dina prakték dugi ka 2030.
Cara séjén pikeun nyegah kakurangan hélium-3 nyaéta milarian panggantina dina produksi scanner neutron. Ku jalan kitu, nya dina 2018 - janten kristal séng sulfida sareng litium-6 fluorida. Aranjeunna ngamungkinkeun pikeun ngadaptar bahan radioaktif kalayan akurasi ngaleuwihan 90%.
/ poto CC ku-nd
Masalah "kuantum" anu sanés
Salian kakurangan hélium, aya kasusah séjén anu ngahambat pamekaran komputer kuantum. Anu kahiji nyaéta kurangna komponén hardware. Masih aya sababaraha perusahaan ageung di dunya ngembangkeun "keusikan" pikeun mesin kuantum. Kadang-kadang perusahaan kedah ngantosan dugi sistem pendinginan diproduksi, .
Sajumlah nagara nyobian ngabéréskeun masalah éta ngaliwatan program pamaréntah. Inisiatif sapertos kitu parantos diluncurkeun di AS sareng Eropa. Salaku conto, nembé di Walanda, kalayan dukungan Kamentrian Ékonomi, Sirkuit Delft mimiti beroperasi. Éta ngahasilkeun komponén pikeun sistem komputasi kuantum.
kasusah sejen nyaeta kurangna spesialis. Paménta pikeun aranjeunna ngembang, tapi mendakanana henteu gampang. Ku NYT, aya teu leuwih ti sarébu ngalaman "insinyur kuantum" di dunya. Anjog universitas teknis anu ngarengsekeun masalah. Contona, di MIT geus program munggaran pikeun spesialis latihan dina gawé bareng mesin kuantum. Ngembangkeun program akademik relevan sarta dina Inisiatif Kuantum Nasional Amérika.
Sacara umum, para ahli IT yakin yén masalah anu disanghareupan ku panyipta komputer kuantum lengkep tiasa diatasi. Sarta di mangsa nu bakal datang urang bisa ngaharepkeun breakthroughs téhnologis anyar di wewengkon ieu.
Naon anu urang tulis dina blog munggaran ngeunaan perusahaan IaaS:
sumber: www.habr.com