Tunazungumza juu ya mahitaji na kutoa maoni ya wataalam.
/ picha CC BY-ND
Kwa nini heliamu inahitajika katika kompyuta za quantum?
Kabla ya kuendelea na hadithi ya hali ya uhaba wa heliamu, hebu tuzungumze kuhusu kwa nini kompyuta za quantum zinahitaji heliamu mahali pa kwanza.
Mashine za Quantum hufanya kazi kwenye qubits. Wao, tofauti na bits classical, inaweza kuwa katika majimbo 0 na 1 kwa wakati mmoja - katika superposition. Katika mfumo wa kompyuta, jambo la usawa wa quantum hutokea wakati shughuli zinafanyika wakati huo huo na sifuri na moja. Kipengele hiki huruhusu mashine zinazotegemea qubit kutatua baadhi ya matatizo kwa haraka zaidi kuliko kompyuta za kawaida, kama vile kuiga athari za molekuli na kemikali.
Lakini kuna tatizo: qubits ni vitu dhaifu na wanaweza tu kudumisha superposition kwa nanoseconds chache. Inavurugika na hata kushuka kwa joto kidogo; kinachojulikana . Ili kuepuka uharibifu wa qubit, kompyuta za quantum kwa joto la chini - 10 mK (-273,14 Β° C). Ili kufikia joto karibu na sifuri kabisa, makampuni hutumia heliamu ya kioevu, au kwa usahihi zaidi, isotopu. , ambayo haina ugumu chini ya hali mbaya kama hiyo.
Shida ni nini
Katika siku za usoni, tasnia ya IT inaweza kukabiliwa na uhaba wa heliamu-3 kwa ukuzaji wa kompyuta za quantum. Kwenye Dunia, dutu hii haipatikani kamwe katika hali yake ya asili - kiasi chake kiko katika anga ya sayari (1,37 ppm kuhusiana na heliamu-4). Heliamu-3 ni bidhaa ya kuoza ya tritium, ambayo uzalishaji wake (kinu cha mwisho cha nyuklia cha maji mazito kilifungwa USA). Baadaye, tritium ilianza kutolewa kutoka kwa vipengele vya silaha za nyuklia zilizoondolewa, lakini Kulingana na Huduma ya Utafiti ya Congress ya Marekani, mpango huu haukuongeza sana hifadhi ya dutu ya kimkakati. Urusi na Marekani wana akiba fulani, lakini .
Hali hiyo inazidishwa na ukweli kwamba sehemu kubwa ya heliamu-3 inatumika katika utengenezaji wa skana za neutroni zinazotumiwa kwenye vituo vya ukaguzi vya mpakani kutafuta vifaa vyenye mionzi. Kichanganuzi cha neutroni kimekuwa chombo cha lazima katika ofisi zote za forodha za Marekani tangu 2000. Kutokana na idadi ya mambo haya, usambazaji wa helium-3 nchini Marekani tayari unadhibitiwa na mashirika ya serikali ambayo yanatoa upendeleo kwa mashirika ya umma na ya kibinafsi, na wataalam wa IT wana wasiwasi kwamba hivi karibuni kutakuwa na helium-3 ya kutosha kwa kila mtu.
Je, ni mbaya kiasi gani?
Inaaminika kuwa uhaba wa heliamu-3 utakuwa na athari mbaya katika maendeleo ya quantum. Blake Johnson, makamu wa rais wa mtengenezaji wa kompyuta wa quantum Rigetti Computing, katika mahojiano na MIT Tech Review. jokofu hilo ni ngumu sana kupata. Matatizo hayo yanazidishwa na gharama yake ya juuβinagharimu dola 40 kujaza sehemu moja ya majokofu.
Lakini wawakilishi kutoka D-Wave, mwanzo mwingine wa quantum, hawakubaliani na maoni ya Blake. Na Makamu wa Rais wa shirika, uzalishaji wa kompyuta moja ya quantum inahitaji kiasi kidogo tu cha heliamu-3, ambayo inaweza kuitwa isiyo na maana ikilinganishwa na jumla ya kiasi cha kutosha cha dutu hii. Kwa hiyo, uhaba wa jokofu hautaonekana kwa sekta ya quantum.
Pamoja, njia zingine za kuchimba heliamu-3 ambazo hazihusishi tritium zinatengenezwa leo. Mmoja wao ni uchimbaji wa isotopu kutoka gesi asilia. Kwanza, inakabiliwa na condensation ya kina kwa joto la chini, na kisha hupitia taratibu za kujitenga na kurekebisha (mgawanyiko wa uchafu wa gesi). Hapo awali, mbinu hii ilikuwa kuchukuliwa kuwa haiwezekani kiuchumi, lakini kwa maendeleo ya teknolojia hali imebadilika. Mwaka jana kuhusu mipango yake ya kuanza kuzalisha helium-3 .
Nchi kadhaa zinafanya mipango ya kuchimba helium-3 kwenye Mwezi. Safu yake ya uso ina hadi (Jedwali 2) la dutu hii. Wanasayansi wanakadiria kuwa rasilimali hiyo itadumu kwa miaka elfu tano. NASA tayari imeanza kuunda kwamba kuchakata kwa heliamu-3. Uendelezaji wa miundombinu inayolingana ya ardhi na mwezi unafanywa ΠΈ . Lakini haitawezekana kutekeleza kwa vitendo hadi 2030.
Njia nyingine ya kuzuia uhaba wa heliamu-3 ni kutafuta mbadala wake katika utengenezaji wa skana za neutroni. Kwa njia, yeye mnamo 2018 - ikawa fuwele za sulfidi ya zinki na fluoride ya lithiamu-6. Wanafanya uwezekano wa kusajili vifaa vya mionzi kwa usahihi unaozidi 90%.
/ picha CC BY-ND
Shida zingine za "quantum".
Kando na uhaba wa heliamu, kuna matatizo mengine ambayo yanazuia maendeleo ya kompyuta za quantum. Ya kwanza ni ukosefu wa vipengele vya vifaa. Bado kuna makampuni machache makubwa duniani yanayoendeleza "kujaza" kwa mashine za quantum. Wakati mwingine makampuni yanapaswa kusubiri hadi mfumo wa baridi utengenezwe, .
Nchi kadhaa zinajaribu kutatua tatizo hilo kupitia mipango ya serikali. Mipango hiyo tayari imezinduliwa Marekani na Ulaya. Kwa mfano, hivi majuzi nchini Uholanzi, kwa msaada wa Wizara ya Uchumi, Circuits za Delft zilianza kufanya kazi. Inazalisha vipengele vya mifumo ya kompyuta ya quantum.
Ugumu mwingine ni ukosefu wa wataalamu. Mahitaji yao yanaongezeka, lakini kuwapata sio rahisi sana. Na NYT, hakuna zaidi ya elfu uzoefu wa "quantum wahandisi" duniani. Vyuo vikuu vikuu vya ufundi vinasuluhisha shida. Kwa mfano, huko MIT tayari mipango ya kwanza ya wataalam wa mafunzo katika kufanya kazi na mashine za quantum. Maendeleo ya programu husika za kitaaluma na katika Mpango wa Kitaifa wa Marekani wa Quantum.
Kwa ujumla, wataalam wa IT wana hakika kwamba matatizo yanayowakabili waundaji wa kompyuta za quantum hayawezi kushindwa kabisa. Na katika siku zijazo tunaweza kutarajia mafanikio mapya ya kiteknolojia katika eneo hili.
Tunachoandika kwenye blogi ya kwanza kuhusu IaaS ya biashara:
Chanzo: mapenzi.com