{"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\/sv\/blog\/administrirovanie\/nehvatka-geliya-mozhet-zamedlit-razvitie-kvantovyh-kompyuterov-obsuzhdaem-situatsiyu","title":{"rendered":"Bristen p\u00e5 helium kan f\u00f6rsena utvecklingen av kvantdatorer \u2013 vi diskuterar situationen","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Vi ber\u00e4ttar om f\u00f6ruts\u00e4ttningarna och l\u00e4mnar expert\u00e5sikter.<\/h5>\n

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

Varf\u00f6r beh\u00f6vs helium i kvantdatorer<\/h2>\n

\nInnan vi g\u00e5r vidare till situationen med bristen p\u00e5 helium, l\u00e5t oss diskutera varf\u00f6r kvantdatorer \u00f6verhuvudtaget beh\u00f6ver helium.<\/p>\n

Kvantdatorer arbetar med kubiter. Till skillnad fr\u00e5n klassiska bitar kan de befinna sig i tillst\u00e5nd 0 och 1 samtidigt \u2014 i superposition. I ber\u00e4kningssystemet uppst\u00e5r fenomenet kvantparallellism, d\u00e4r operationer utf\u00f6rs samtidigt med noll och ett. Denna egenskap g\u00f6r att kubitbaserade maskiner kan l\u00f6sa vissa problem snabbare \u00e4n klassiska datorer \u2014 till exempel att modellera molekyl\u00e4ra och kemiska reaktioner.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Men det finns ett problem: kubiter \u00e4r \u00f6mt\u00e5liga objekt och kan bara uppr\u00e4tth\u00e5lla superposition i n\u00e5gra f\u00e5 nanosekunder. \u00c4ven en liten temperaturfluktuation st\u00f6r den, vilket kallas\u00a0dekoherens<\/a><\/noindex>. F\u00f6r att undvika att kubiter f\u00f6rst\u00f6rs m\u00e5ste kvantdatorer fungera<\/a><\/noindex> under l\u00e5ga temperaturer \u2014 10 mK (\u2013273,14\u00b0C). F\u00f6r att n\u00e5 temperaturer n\u00e4ra den absoluta nollpunkten anv\u00e4nder f\u00f6retag flytande helium, mer specifikt isotopen helium-3<\/a><\/noindex>, som inte stelnar under s\u00e5dana extrema f\u00f6rh\u00e5llanden.<\/p>\n

Vad \u00e4r problemet<\/h2>\n

\nI den n\u00e4rmaste framtiden kan IT-industrin st\u00e4llas inf\u00f6r brist p\u00e5 helium-3 f\u00f6r utvecklingen av kvantdatorer. \u00c4mnet finns n\u00e4stan inte i naturlig form p\u00e5 jorden \u2014 dess m\u00e4ngd i planetens atmosf\u00e4r utg\u00f6r endast 0,000137%<\/a><\/noindex> (1,37 delar per miljon i f\u00f6rh\u00e5llande till helium-4). Helium-3 \u00e4r en nedfallsprodukt av tritium, vars produktion avbr\u00f6ts 1988<\/noindex> (den sista tunga vattenreaktorn st\u00e4ngdes i USA). Efter tritium b\u00f6rjade man utvinna det fr\u00e5n komponenter avskrevs k\u00e4rnvapen, men enligt data<\/a><\/noindex> USA:s kongressforskningsbyr\u00e5 m\u00f6jliggjorde denna initiativ inte en betydande \u00f6kning av strategiska \u00e4mnen. Ryssland och USA har vissa f\u00f6rr\u00e5d av det, men de tar slut<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Situationen f\u00f6rsv\u00e5ras av det faktum att en betydande del av helium-3 g\u00e5r till produktion av neutronscanner som anv\u00e4nds vid gr\u00e4nskontroller f\u00f6r att uppt\u00e4cka radioaktiva material. Neutronscannern har varit ett obligatoriskt verktyg vid alla amerikanska tullen sedan 2000. P\u00e5 grund av en rad faktorer kontrolleras helium-3-leveranserna i USA redan av statliga organ som utf\u00e4rdar kvoter till statliga och privata organisationer, och IT-experter \u00e4r oroade \u00f6ver att det snart kan bli brist p\u00e5 helium-3 f\u00f6r alla som \u00f6nskar det.<\/p>\n

Hur illa \u00e4r det?<\/h2>\n

\nDet finns en \u00e5sikt om att bristen p\u00e5 helium-3 kommer att ha en negativ inverkan p\u00e5 kvantutvecklingar. Blake Johnson, vice ordf\u00f6rande f\u00f6r f\u00f6retagets tillverkare av kvantdatorer Rigetti Computing, sade i en intervju med MIT Tech Review ber\u00e4ttade<\/a><\/noindex>, att k\u00f6ldmediet \u00e4r otroligt sv\u00e5rt att f\u00e5 tag p\u00e5. Problemen f\u00f6rv\u00e4rras av dess h\u00f6ga kostnad \u2013 det kostar 40 tusen dollar att fylla en kylapparat.<\/p>\n

Men representanter f\u00f6r D-Wave, en annan kvantstartup, h\u00e5ller inte med Blake. Enligt ord<\/a><\/noindex> vice ordf\u00f6rande f\u00f6r organisationen kr\u00e4vs endast en liten m\u00e4ngd helium-3 f\u00f6r att producera en kvantdator, vilket kan betecknas som obetydligt i f\u00f6rh\u00e5llande till den totala tillg\u00e4ngliga m\u00e4ngden av \u00e4mnet. D\u00e4rf\u00f6r kommer bristen p\u00e5 k\u00f6ldmedel att g\u00e5 obem\u00e4rkt f\u00f6rbi i kvantindustrin.<\/p>\n

Dessutom unders\u00f6ks idag andra metoder f\u00f6r att utvinna helium-3 som inte \u00e4r kopplade till tritium. En av dem \u00e4r att utvinna isotopen fr\u00e5n naturgas. F\u00f6rst genomg\u00e5r den djup konservering vid l\u00e5ga temperaturer och g\u00e5r sedan igenom separations- och destillationsprocesser (separering av gasblandningar). Tidigare ans\u00e5gs denna metod ekonomiskt orealistisk, men med teknikens utveckling har situationen f\u00f6r\u00e4ndrats. F\u00f6rra \u00e5ret tillk\u00e4nnagav Gazprom sina planer p\u00e5 att b\u00f6rja utvinna helium-3<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Flera l\u00e4nder planerar att utvinna helium-3 p\u00e5 M\u00e5nen. I dess ytskikt finns upp till 2,5 miljoner ton<\/a><\/noindex> (tab. 2) av detta \u00e4mne. Enligt forskare r\u00e4cker resurserna i fem tusen \u00e5r. NASA har redan b\u00f6rjat skapa projekt f\u00f6r installationer<\/a><\/noindex>, som behandlar regolit<\/a><\/noindex> till helium-3. Utvecklingen av den motsvarande jordiska och m\u00e5ninfrastrukturen hanteras av Indien.<\/a><\/noindex> och Kina<\/a><\/noindex>Men det kommer inte att vara m\u00f6jligt att genomf\u00f6ra den i praktiken f\u00f6re 2030.<\/p><\/blockquote>\n

\nEtt annat s\u00e4tt att f\u00f6rhindra bristen p\u00e5 helium-3 \u00e4r att hitta en ers\u00e4ttning f\u00f6r det vid tillverkning av neutronkameror. F\u00f6r \u00f6vrigt har man redan uppt\u00e4ckt<\/a><\/noindex> det 2018 \u2013 kristaller av zinksulfid och litium-6-fluorid. De g\u00f6r det m\u00f6jligt att registrera radioaktiva material med en noggrannhet som \u00f6verstiger 90%.<\/p>\n

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

Andra \"kvant\"-problem<\/h2>\n

\nF\u00f6rutom bristen p\u00e5 helium finns det andra sv\u00e5righeter som hindrar utvecklingen av kvantdatorer. Den f\u00f6rsta \u00e4r bristen p\u00e5 h\u00e5rdvarukomponenter. Det finns fortfarande f\u00e5 stora f\u00f6retag i v\u00e4rlden som arbetar med utvecklingen av \"inneh\u00e5ll\" f\u00f6r kv maskiner. Ibland m\u00e5ste f\u00f6retag v\u00e4nta s\u00e5 mycket som ett \u00e5r<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Flera l\u00e4nder f\u00f6rs\u00f6ker l\u00f6sa problemet genom statliga program. S\u00e5dana initiativ har redan startats i USA och Europa. Till exempel grundades nyligen f\u00f6retaget Delft Circuits i Nederl\u00e4nderna med st\u00f6d av ekonomidepartementet. Det tillverkar komponenter f\u00f6r kvantdatorer.<\/p>\n

En annan sv\u00e5righet \u00e4r bristen p\u00e5 specialister. Efterfr\u00e5gan p\u00e5 dem \u00f6kar, men det \u00e4r inte s\u00e5 l\u00e4tt att hitta dem. Enligt data<\/a><\/noindex> NYT finns det inte mer \u00e4n tusen erfarna \"kvantingenj\u00f6rer\" i v\u00e4rlden. Problemet l\u00f6ses av ledande tekniska universitet. Till exempel p\u00e5 MIT arbetar man redan med att skapa<\/a><\/noindex> de f\u00f6rsta programmen f\u00f6r att utbilda specialister f\u00f6r arbete med kvantdatorer. Utvecklingen av motsvarande akademiska program med<\/a><\/noindex> sker ocks\u00e5 inom den amerikanska National Quantum Initiative.<\/p>\n

\u00d6verlag \u00e4r IT-experter \u00f6vertygade om att problemen som skapare av kvantdatorer st\u00e5r inf\u00f6r \u00e4r fullt hanterbara. I framtiden kan man f\u00f6rv\u00e4nta sig nya teknologiska genombrott p\u00e5 detta omr\u00e5de.<\/p>\n

\nVad vi skriver om i den f\u00f6rsta bloggen om f\u00f6retags-IaaS:<\/p>\n