Pinag-uusapan namin ang mga kinakailangan at nagbibigay ng mga opinyon ng eksperto.
/ larawan CC BY-ND
Bakit kailangan ang helium sa mga quantum computer?
Bago lumipat sa kuwento ng sitwasyon ng kakulangan sa helium, pag-usapan natin kung bakit kailangan ng mga quantum computer ang helium sa unang lugar.
Gumagana ang mga Quantum machine sa mga qubit. Ang mga ito, hindi tulad ng mga klasikal na piraso, ay maaaring nasa estado 0 at 1 nang sabay - sa isang superposisyon. Sa isang computing system, ang phenomenon ng quantum parallelism ay nangyayari kapag ang mga operasyon ay isinasagawa nang sabay-sabay na may zero at isa. Ang feature na ito ay nagbibigay-daan sa mga qubit-based na machine na malutas ang ilang problema nang mas mabilis kaysa sa mga classical na computer, tulad ng pagtulad sa mga molekular at kemikal na reaksyon.
Ngunit may problema: ang mga qubit ay mga marupok na bagay at maaari lamang nilang mapanatili ang superposisyon sa loob ng ilang nanosecond. Nababagabag ito ng kahit na bahagyang pagbabagu-bago ng temperatura; ang tinatawag na . Upang maiwasan ang pagkasira ng qubit, mga quantum computer sa mababang temperatura - 10 mK (-273,14Β°C). Upang makamit ang mga temperatura na malapit sa absolute zero, ang mga kumpanya ay gumagamit ng likidong helium, o mas tiyak, isang isotope , na hindi tumitigas sa ilalim ng gayong matinding mga kondisyon.
Ano ang problema
Sa malapit na hinaharap, ang industriya ng IT ay maaaring humarap sa kakulangan ng helium-3 para sa pagbuo ng mga quantum computer. Sa Earth, ang sangkap na ito ay halos hindi matatagpuan sa natural na anyo nito - ang dami nito ay nasa kapaligiran ng planeta (1,37 ppm na may kaugnayan sa helium-4). Ang Helium-3 ay isang produkto ng pagkabulok ng tritium, ang produksyon nito (ang huling heavy water nuclear reactor ay sarado sa USA). Pagkatapos, nagsimulang kunin ang tritium mula sa mga bahagi ng mga decommissioned na sandatang nuklear, ngunit Ayon sa US Congressional Research Service, ang inisyatiba na ito ay hindi makabuluhang nadagdagan ang stockpile ng strategic substance. Ang Russia at ang US ay may ilang mga reserba, ngunit .
Ang sitwasyon ay pinalala ng katotohanan na ang isang medyo makabuluhang bahagi ng helium-3 ay ginugol sa paggawa ng mga neutron scanner na ginagamit sa mga checkpoint sa hangganan upang maghanap ng mga radioactive na materyales. Ang neutron scanner ay isang mandatoryong tool sa lahat ng mga opisina ng customs sa US mula noong 2000. Dahil sa ilan sa mga salik na ito, ang supply ng helium-3 sa United States ay kontrolado na ng mga ahensya ng gobyerno na naglalabas ng mga quota sa mga pampubliko at pribadong organisasyon, at nag-aalala ang mga eksperto sa IT na malapit nang magkaroon ng hindi sapat na helium-3 para sa lahat.
Gaano kalala iyan?
Ito ay pinaniniwalaan na ang kakulangan ng helium-3 ay magkakaroon ng negatibong epekto sa quantum developments. Blake Johnson, vice president ng quantum computer manufacturer Rigetti Computing, sa isang pakikipanayam sa MIT Tech Review ang nagpapalamig na iyon ay hindi kapani-paniwalang mahirap makuha. Ang mga problema ay pinalala ng mataas na halaga nitoβnagkakahalaga ito ng $40 upang punan ang isang yunit ng pagpapalamig.
Ngunit ang mga kinatawan mula sa D-Wave, isa pang quantum startup, ay hindi sumasang-ayon sa opinyon ni Blake. Sa pamamagitan ng Bise Presidente ng organisasyon, ang paggawa ng isang quantum computer ay nangangailangan lamang ng isang maliit na halaga ng helium-3, na maaaring tawaging hindi gaanong mahalaga kumpara sa kabuuang magagamit na dami ng sangkap. Samakatuwid, ang kakulangan ng nagpapalamig ay hindi makikita sa industriya ng quantum.
Dagdag pa, ang iba pang mga paraan para sa pagkuha ng helium-3 na hindi kinasasangkutan ng tritium ay ginagawa ngayon. Ang isa sa kanila ay ang pagkuha ng isotope mula sa natural na gas. Una, sumasailalim ito sa malalim na paghalay sa mababang temperatura, at pagkatapos ay dumaan sa mga proseso ng paghihiwalay at pagwawasto (paghihiwalay ng mga dumi ng gas). Noong nakaraan, ang pamamaraang ito ay itinuturing na hindi magagawa sa ekonomiya, ngunit sa pag-unlad ng teknolohiya ang sitwasyon ay nagbago. Noong nakaraang taon tungkol sa kanyang mga plano na simulan ang paggawa ng helium-3 .
Ang ilang mga bansa ay gumagawa ng mga plano upang magmina ng helium-3 sa Buwan. Ang ibabaw na layer nito ay naglalaman ng hanggang (Talahanayan 2) ng sangkap na ito. Tinataya ng mga siyentipiko na ang mapagkukunan ay tatagal ng limang libong taon. Nagsimula na ang NASA na lumikha na recycle sa helium-3. Ang pagbuo ng kaukulang panlupa at lunar na imprastraktura ay isinasagawa ΠΈ . Ngunit hindi ito magiging posible na ipatupad ito sa pagsasanay hanggang 2030.
Ang isa pang paraan upang maiwasan ang kakulangan ng helium-3 ay ang paghahanap ng kapalit nito sa paggawa ng mga neutron scanner. Siya nga pala noong 2018 - naging mga kristal ng zinc sulfide at lithium-6 fluoride. Ginagawa nilang posible na magrehistro ng mga radioactive na materyales na may katumpakan na higit sa 90%.
/ larawan CC BY-ND
Iba pang "quantum" na mga problema
Bukod sa kakulangan ng helium, may iba pang mga paghihirap na humahadlang sa pagbuo ng mga quantum computer. Ang una ay ang kakulangan ng mga bahagi ng hardware. Mayroon pa ring ilang malalaking negosyo sa mundo na bumubuo ng "pagpuno" para sa mga makinang quantum. Minsan ang mga kumpanya ay kailangang maghintay hanggang sa magawa ang sistema ng paglamig, .
Ilang bansa ang nagsisikap na lutasin ang problema sa pamamagitan ng mga programa ng pamahalaan. Ang mga ganitong hakbangin ay nailunsad na sa US at Europe. Halimbawa, kamakailan lamang sa Netherlands, sa suporta ng Ministry of Economics, nagsimulang gumana ang Delft Circuits. Gumagawa ito ng mga bahagi para sa mga quantum computing system.
Ang isa pang kahirapan ay ang kakulangan ng mga espesyalista. Ang pangangailangan para sa kanila ay lumalaki, ngunit ang paghahanap sa kanila ay hindi napakadali. Sa pamamagitan ng NYT, hindi hihigit sa isang libong bihasang "quantum engineers" sa mundo. Ang mga nangungunang teknikal na unibersidad ay nilulutas ang problema. Halimbawa, sa MIT na ang mga unang programa para sa mga espesyalista sa pagsasanay sa pagtatrabaho sa mga quantum machine. Pagbuo ng mga kaugnay na programang pang-akademiko at sa American National Quantum Initiative.
Sa pangkalahatan, kumbinsido ang mga eksperto sa IT na ang mga problemang kinakaharap ng mga tagalikha ng mga quantum computer ay ganap na malalampasan. At sa hinaharap maaari nating asahan ang mga bagong teknolohikal na tagumpay sa lugar na ito.
Ang isinusulat namin tungkol sa unang blog tungkol sa enterprise IaaS:
Pinagmulan: www.habr.com