ہم شرائط کے بارے میں بات کرتے ہیں اور ماہرین کی رائے فراہم کرتے ہیں۔
/ تصویر CC BY-ND
کوانٹم کمپیوٹرز میں ہیلیم کی ضرورت کیوں ہے؟
ہیلیئم کی کمی کی صورت حال کی کہانی پر جانے سے پہلے، آئیے اس بارے میں بات کرتے ہیں کہ کوانٹم کمپیوٹرز کو ہیلیم کی ضرورت کیوں ہے۔
کوانٹم مشینیں qubits پر کام کرتی ہیں۔ وہ، کلاسیکی بٹس کے برعکس، ایک ہی وقت میں 0 اور 1 حالتوں میں ہوسکتے ہیں - ایک سپر پوزیشن میں۔ ایک کمپیوٹنگ سسٹم میں، کوانٹم متوازی کا رجحان اس وقت ہوتا ہے جب آپریشنز بیک وقت صفر اور ایک کے ساتھ کیے جاتے ہیں۔ یہ خصوصیت qubit پر مبنی مشینوں کو کلاسیکی کمپیوٹرز کے مقابلے میں کچھ مسائل کو تیزی سے حل کرنے کی اجازت دیتی ہے، جیسے کہ سالماتی اور کیمیائی رد عمل کی نقل کرنا۔
لیکن ایک مسئلہ ہے: qubits نازک اشیاء ہیں اور وہ صرف چند نینو سیکنڈز کے لیے سپر پوزیشن برقرار رکھ سکتے ہیں۔ یہ نام نہاد درجہ حرارت کے معمولی اتار چڑھاؤ سے بھی متاثر ہوتا ہے۔ . qubit تباہی سے بچنے کے لیے، کوانٹم کمپیوٹر کم درجہ حرارت پر - 10 mK (-273,14 ° C)۔ مطلق صفر کے قریب درجہ حرارت حاصل کرنے کے لیے، کمپنیاں مائع ہیلیم، یا زیادہ واضح طور پر، ایک آاسوٹوپ استعمال کرتی ہیں۔ ، جو اس طرح کے انتہائی حالات میں سخت نہیں ہوتا ہے۔
مسئلہ کیا ہے
مستقبل قریب میں، آئی ٹی انڈسٹری کو کوانٹم کمپیوٹرز کی ترقی کے لیے ہیلیم 3 کی کمی کا سامنا کرنا پڑ سکتا ہے۔ زمین پر، یہ مادہ عملی طور پر اپنی قدرتی شکل میں کبھی نہیں پایا جاتا ہے - اس کا حجم سیارے کے ماحول میں ہے (1,37 پی پی ایم ہیلیم-4 کے نسبت)۔ ہیلیم 3 ٹریٹیم کی ایک کشی پیداوار ہے، جس کی پیداوار (آخری بھاری پانی کا جوہری ری ایکٹر امریکہ میں بند کر دیا گیا تھا)۔ اس کے بعد، ناکارہ جوہری ہتھیاروں کے اجزاء سے ٹریٹیم نکالا جانے لگا، لیکن امریکی کانگریشنل ریسرچ سروس کے مطابق اس اقدام سے اسٹریٹجک مادے کے ذخیرے میں کوئی خاص اضافہ نہیں ہوا۔ روس اور امریکہ کے پاس کچھ ذخائر ہیں، لیکن .
صورتحال اس حقیقت سے گھمبیر ہوتی ہے کہ ہیلیئم 3 کا کافی اہم حصہ تابکار مواد کی تلاش کے لیے سرحدی چوکیوں پر استعمال ہونے والے نیوٹران اسکینرز کی تیاری پر خرچ ہوتا ہے۔ نیوٹران سکینر 2000 سے امریکی کسٹم کے تمام دفاتر میں ایک لازمی آلہ ہے۔ ان متعدد عوامل کی وجہ سے، ریاستہائے متحدہ میں ہیلیم-3 کی سپلائی پہلے سے ہی سرکاری ایجنسیوں کے زیر کنٹرول ہے جو سرکاری اور نجی اداروں کو کوٹہ جاری کرتی ہیں، اور آئی ٹی ماہرین کو خدشہ ہے کہ جلد ہی ہر ایک کے لیے کافی ہیلیم-3 نہیں ہو گا۔
یہ کتنا برا ہے؟
یہ خیال کیا جاتا ہے کہ ہیلیم-3 کی کمی کوانٹم کی ترقی پر منفی اثر ڈالے گی۔ بلیک جانسن، کوانٹم کمپیوٹر بنانے والی کمپنی ریگیٹی کمپیوٹنگ کے نائب صدر، ایم آئی ٹی ٹیک ریویو کے ساتھ ایک انٹرویو میں کہ ریفریجرینٹ حاصل کرنا ناقابل یقین حد تک مشکل ہے۔ مسائل اس کی زیادہ لاگت کی وجہ سے بڑھ گئے ہیں - ایک ریفریجریشن یونٹ کو بھرنے کے لیے 40 ہزار ڈالر خرچ ہوتے ہیں۔
لیکن ایک اور کوانٹم اسٹارٹ اپ D-Wave کے نمائندے بلیک کی رائے سے متفق نہیں ہیں۔ کی طرف سے تنظیم کے نائب صدر کا کہنا ہے کہ ایک کوانٹم کمپیوٹر کی تیاری کے لیے ہیلیئم 3 کی صرف تھوڑی سی مقدار درکار ہوتی ہے، جسے مادے کی کل دستیاب حجم کے مقابلے میں معمولی کہا جا سکتا ہے۔ لہذا، ریفریجرنٹ کی کمی کوانٹم صنعت کے لئے پوشیدہ ہو جائے گا.
اس کے علاوہ، ہیلیم 3 کو نکالنے کے دوسرے طریقے جن میں ٹریٹیم شامل نہیں ہے آج تیار کیا جا رہا ہے۔ ان میں سے ایک قدرتی گیس سے آاسوٹوپ نکالنا ہے۔ سب سے پہلے، یہ کم درجہ حرارت پر گہرے کنڈینسیشن سے گزرتا ہے، اور پھر علیحدگی اور اصلاح (گیس کی نجاستوں کی علیحدگی) کے عمل سے گزرتا ہے۔ پہلے، یہ نقطہ نظر اقتصادی طور پر ناقابل عمل سمجھا جاتا تھا، لیکن ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ صورت حال بدل گئی ہے. گزشتہ سال ہیلیم 3 کی پیداوار شروع کرنے کے اپنے منصوبوں کے بارے میں .
کئی ممالک چاند پر ہیلیم 3 کی کان کنی کے منصوبے بنا رہے ہیں۔ اس کی سطح کی پرت پر مشتمل ہے۔ (ٹیبل 2) اس مادہ کا۔ سائنسدانوں کا اندازہ ہے کہ یہ وسیلہ پانچ ہزار سال تک رہے گا۔ ناسا نے پہلے ہی تخلیق کرنا شروع کر دیا ہے۔ وہ ری سائیکل ہیلیم -3 تک۔ متعلقہ زمینی اور قمری بنیادی ڈھانچے کی ترقی کی جا رہی ہے۔ и . لیکن 2030 تک عملی طور پر اسے نافذ کرنا ممکن نہیں ہو گا۔
ہیلیم 3 کی کمی کو روکنے کا ایک اور طریقہ نیوٹران اسکینرز کی تیاری میں اس کا متبادل تلاش کرنا ہے۔ ویسے، اس کے 2018 میں - یہ زنک سلفائیڈ اور لیتھیم 6 فلورائیڈ کے کرسٹل بن گئے۔ وہ 90% سے زیادہ درستگی کے ساتھ تابکار مواد کو رجسٹر کرنا ممکن بناتے ہیں۔
/ تصویر CC BY-ND
دیگر "کوانٹم" مسائل
ہیلیم کی کمی کے علاوہ اور بھی مشکلات ہیں جو کوانٹم کمپیوٹرز کی ترقی میں رکاوٹ ہیں۔ سب سے پہلے ہارڈ ویئر کے اجزاء کی کمی ہے۔ دنیا میں ابھی بھی چند بڑے ادارے ہیں جو کوانٹم مشینوں کے لیے "فلنگ" تیار کر رہے ہیں۔ بعض اوقات کمپنیوں کو کولنگ سسٹم کے تیار ہونے تک انتظار کرنا پڑتا ہے، .
کئی ممالک حکومتی پروگراموں کے ذریعے اس مسئلے کو حل کرنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ اس طرح کے اقدامات امریکہ اور یورپ میں پہلے ہی شروع کیے جا چکے ہیں۔ مثال کے طور پر، ابھی حال ہی میں ہالینڈ میں، وزارت اقتصادیات کے تعاون سے، ڈیلفٹ سرکٹس نے کام کرنا شروع کیا ہے۔ یہ کوانٹم کمپیوٹنگ سسٹم کے اجزاء تیار کرتا ہے۔
ایک اور مشکل ماہرین کی کمی ہے۔ ان کی مانگ بڑھ رہی ہے، لیکن انہیں تلاش کرنا اتنا آسان نہیں ہے۔ کی طرف سے NYT، دنیا میں ایک ہزار سے زیادہ تجربہ کار "کوانٹم انجینئرز" نہیں ہیں۔ معروف ٹیکنیکل یونیورسٹیاں اس مسئلے کو حل کر رہی ہیں۔ مثال کے طور پر، ایم آئی ٹی میں پہلے ہی کوانٹم مشینوں کے ساتھ کام کرنے میں ماہرین کو تربیت دینے کے پہلے پروگرام۔ متعلقہ تعلیمی پروگراموں کی ترقی اور امریکن نیشنل کوانٹم انیشی ایٹو میں۔
عام طور پر، آئی ٹی ماہرین اس بات پر یقین رکھتے ہیں کہ کوانٹم کمپیوٹرز کے تخلیق کاروں کو درپیش مسائل کو مکمل طور پر دور کیا جا سکتا ہے۔ اور مستقبل میں ہم اس شعبے میں نئی تکنیکی کامیابیوں کی توقع کر سکتے ہیں۔
انٹرپرائز IaaS کے بارے میں ہم پہلے بلاگ میں کیا لکھتے ہیں:
ماخذ: www.habr.com