మేము ముందస్తు అవసరాల గురించి మాట్లాడుతాము మరియు నిపుణుల అభిప్రాయాలను అందిస్తాము.
/ ఫోటో CC బై ND
క్వాంటం కంప్యూటర్లలో హీలియం ఎందుకు అవసరం?
హీలియం కొరత పరిస్థితి యొక్క కథనానికి వెళ్లే ముందు, క్వాంటం కంప్యూటర్‌లకు మొదటి స్థానంలో హీలియం ఎందుకు అవసరం అనే దాని గురించి మాట్లాడుదాం.
క్వాంటం యంత్రాలు క్విట్‌లపై పనిచేస్తాయి. అవి, క్లాసికల్ బిట్‌ల వలె కాకుండా, ఒకే సమయంలో 0 మరియు 1 రాష్ట్రాలలో ఉంటాయి - సూపర్‌పొజిషన్‌లో. కంప్యూటింగ్ వ్యవస్థలో, సున్నా మరియు ఒకదానితో ఏకకాలంలో కార్యకలాపాలు నిర్వహించినప్పుడు క్వాంటం సమాంతరత యొక్క దృగ్విషయం సంభవిస్తుంది. ఈ లక్షణం క్విట్-ఆధారిత యంత్రాలు పరమాణు మరియు రసాయన ప్రతిచర్యలను అనుకరించడం వంటి క్లాసికల్ కంప్యూటర్ల కంటే వేగంగా కొన్ని సమస్యలను పరిష్కరించడానికి అనుమతిస్తుంది.
కానీ ఒక సమస్య ఉంది: క్విట్‌లు పెళుసుగా ఉండే వస్తువులు మరియు అవి కొన్ని నానోసెకన్ల వరకు మాత్రమే సూపర్‌పొజిషన్‌ను నిర్వహించగలవు. ఇది స్వల్ప ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గుల ద్వారా కూడా భంగం చెందుతుంది; అని పిలవబడేది . క్విట్ విధ్వంసాన్ని నివారించడానికి, క్వాంటం కంప్యూటర్లు తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద - 10 mK (-273,14°C). సంపూర్ణ సున్నాకి దగ్గరగా ఉష్ణోగ్రతలు సాధించడానికి, కంపెనీలు ద్రవ హీలియం లేదా మరింత ఖచ్చితంగా, ఐసోటోప్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. , ఇది అటువంటి తీవ్రమైన పరిస్థితుల్లో గట్టిపడదు.
సమస్య ఏమిటి
సమీప భవిష్యత్తులో, క్వాంటం కంప్యూటర్ల అభివృద్ధికి ఐటీ పరిశ్రమ హీలియం-3 కొరతను ఎదుర్కొంటుంది. భూమిపై, ఈ పదార్ధం దాని సహజ రూపంలో ఆచరణాత్మకంగా ఎప్పుడూ కనుగొనబడలేదు - దాని వాల్యూమ్ గ్రహం యొక్క వాతావరణంలో ఉంది (హీలియం-1,37కి సంబంధించి 4 ppm). హీలియం-3 అనేది ట్రిటియం యొక్క క్షయం ఉత్పత్తి, దీని ఉత్పత్తి (చివరి భారీ నీటి అణు రియాక్టర్ USAలో మూసివేయబడింది). ఆ తరువాత, ట్రిటియం తొలగించబడిన అణ్వాయుధాల భాగాల నుండి సేకరించడం ప్రారంభమైంది, కానీ US కాంగ్రెషనల్ రీసెర్చ్ సర్వీస్ ప్రకారం, ఈ చొరవ వ్యూహాత్మక పదార్ధం యొక్క నిల్వను గణనీయంగా పెంచలేదు. రష్యా మరియు US కొన్ని నిల్వలను కలిగి ఉన్నాయి, కానీ .
రేడియోధార్మిక పదార్థాల కోసం శోధించడానికి సరిహద్దు చెక్‌పోస్టుల వద్ద ఉపయోగించే న్యూట్రాన్ స్కానర్‌ల ఉత్పత్తికి హీలియం -3 యొక్క చాలా ముఖ్యమైన భాగాన్ని ఖర్చు చేయడం వల్ల పరిస్థితి మరింత దిగజారింది. 2000 నుండి అన్ని US కస్టమ్స్ కార్యాలయాలలో న్యూట్రాన్ స్కానర్ తప్పనిసరి సాధనంగా ఉంది. ఈ అనేక కారణాల వల్ల, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో హీలియం-3 సరఫరా ఇప్పటికే ప్రభుత్వ మరియు ప్రైవేట్ సంస్థలకు కోటాలను జారీ చేసే ప్రభుత్వ సంస్థలచే నియంత్రించబడుతుంది మరియు త్వరలో అందరికీ తగినంత హీలియం-3 ఉండదని IT నిపుణులు ఆందోళన చెందుతున్నారు.
ఇది ఎంత చెడ్డది?
హీలియం-3 కొరత క్వాంటం అభివృద్ధిపై ప్రతికూల ప్రభావాన్ని చూపుతుందని నమ్ముతారు. బ్లేక్ జాన్సన్, క్వాంటం కంప్యూటర్ తయారీదారు రిగెట్టి కంప్యూటింగ్ వైస్ ప్రెసిడెంట్, MIT టెక్ రివ్యూకి ఇచ్చిన ఇంటర్వ్యూలో రిఫ్రిజెరాంట్ పొందడం చాలా కష్టం. దాని అధిక ధరతో సమస్యలు తీవ్రమయ్యాయి-ఒక శీతలీకరణ యూనిట్‌ని పూరించడానికి $40 ఖర్చవుతుంది.
కానీ D-Wave నుండి ప్రతినిధులు, మరొక క్వాంటం స్టార్టప్, బ్లేక్ అభిప్రాయంతో విభేదిస్తున్నారు. ద్వారా సంస్థ యొక్క వైస్ ప్రెసిడెంట్, ఒక క్వాంటం కంప్యూటర్ ఉత్పత్తికి తక్కువ మొత్తంలో హీలియం -3 మాత్రమే అవసరం, ఇది మొత్తం అందుబాటులో ఉన్న పదార్ధం యొక్క పరిమాణంతో పోలిస్తే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, శీతలకరణి కొరత క్వాంటం పరిశ్రమకు కనిపించదు.
అదనంగా, ట్రిటియంతో సంబంధం లేని హీలియం-3ని వెలికితీసే ఇతర పద్ధతులు నేడు అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి. వాటిలో ఒకటి సహజ వాయువు నుండి ఐసోటోప్ యొక్క వెలికితీత. మొదట, ఇది తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద లోతైన సంక్షేపణకు లోనవుతుంది, ఆపై విభజన మరియు సరిదిద్దడం (గ్యాస్ మలినాలను వేరు చేయడం) ప్రక్రియల ద్వారా వెళుతుంది. గతంలో, ఈ విధానం ఆర్థికంగా అసాధ్యమైనదిగా పరిగణించబడింది, కానీ సాంకేతికత అభివృద్ధితో పరిస్థితి మారిపోయింది. హీలియం-3 ఉత్పత్తిని ప్రారంభించాలనే తన ప్రణాళికల గురించి గత సంవత్సరం .
చంద్రునిపై హీలియం-3ని తవ్వేందుకు అనేక దేశాలు ప్రణాళికలు సిద్ధం చేస్తున్నాయి. దీని ఉపరితల పొర వరకు ఉంటుంది (టేబుల్ 2) ఈ పదార్ధం. ఈ వనరు ఐదు వేల సంవత్సరాల పాటు ఉంటుందని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేస్తున్నారు. నాసా ఇప్పటికే సృష్టించడం ప్రారంభించింది ఆ రీసైకిల్ హీలియం-3కి. సంబంధిత భూసంబంధమైన మరియు చంద్రుని మౌలిక సదుపాయాల అభివృద్ధి జరుగుతోంది и . కానీ 2030 వరకు ఆచరణలో అమలు చేయడం సాధ్యం కాదు.
హీలియం-3 కొరతను నివారించడానికి మరొక మార్గం న్యూట్రాన్ స్కానర్‌ల ఉత్పత్తిలో దానికి ప్రత్యామ్నాయాన్ని కనుగొనడం. మార్గం ద్వారా, ఆమె 2018లో - ఇది జింక్ సల్ఫైడ్ మరియు లిథియం-6 ఫ్లోరైడ్ స్ఫటికాలుగా మారింది. వారు 90% కంటే ఎక్కువ ఖచ్చితత్వంతో రేడియోధార్మిక పదార్థాలను నమోదు చేయడాన్ని సాధ్యం చేస్తారు.
/ ఫోటో CC బై ND
ఇతర "క్వాంటం" సమస్యలు
హీలియం కొరతతో పాటు, క్వాంటం కంప్యూటర్ల అభివృద్ధికి ఆటంకం కలిగించే ఇతర ఇబ్బందులు కూడా ఉన్నాయి. మొదటిది హార్డ్‌వేర్ కాంపోనెంట్స్ లేకపోవడం. క్వాంటం యంత్రాల కోసం "ఫిల్లింగ్" ను అభివృద్ధి చేస్తున్న ప్రపంచంలో ఇంకా కొన్ని పెద్ద సంస్థలు ఉన్నాయి. కొన్నిసార్లు కంపెనీలు శీతలీకరణ వ్యవస్థను తయారు చేసే వరకు వేచి ఉండాలి, .
అనేక దేశాలు ప్రభుత్వ కార్యక్రమాల ద్వారా సమస్యను పరిష్కరించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాయి. ఇటువంటి కార్యక్రమాలు ఇప్పటికే యుఎస్ మరియు యూరప్‌లో ప్రారంభించబడ్డాయి. ఉదాహరణకు, ఇటీవలే నెదర్లాండ్స్‌లో, ఆర్థిక మంత్రిత్వ శాఖ మద్దతుతో, డెల్ఫ్ట్ సర్క్యూట్‌లు పనిచేయడం ప్రారంభించాయి. ఇది క్వాంటం కంప్యూటింగ్ సిస్టమ్స్ కోసం భాగాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
నిపుణుల కొరత మరో ఇబ్బంది. వాటికి డిమాండ్ పెరుగుతోంది, కానీ వాటిని కనుగొనడం అంత సులభం కాదు. ద్వారా NYT, ప్రపంచంలో వెయ్యి మందికి పైగా అనుభవజ్ఞులైన "క్వాంటం ఇంజనీర్లు" లేరు. ప్రముఖ సాంకేతిక విశ్వవిద్యాలయాలు సమస్యను పరిష్కరిస్తున్నాయి. ఉదాహరణకు, ఇప్పటికే MITలో క్వాంటం యంత్రాలతో పనిచేయడంలో నిపుణులకు శిక్షణ ఇవ్వడానికి మొదటి కార్యక్రమాలు. సంబంధిత విద్యా కార్యక్రమాల అభివృద్ధి మరియు అమెరికన్ నేషనల్ క్వాంటం ఇనిషియేటివ్‌లో.
సాధారణంగా, క్వాంటం కంప్యూటర్ల సృష్టికర్తలు ఎదుర్కొంటున్న సమస్యలు పూర్తిగా అధిగమించగలవని IT నిపుణులు ఒప్పించారు. మరియు భవిష్యత్తులో మేము ఈ ప్రాంతంలో కొత్త సాంకేతిక పురోగతులను ఆశించవచ్చు.
Enterprise IaaS గురించి మేము మొదటి బ్లాగ్‌లో ఏమి వ్రాస్తాము:
మూలం: www.habr.com