Biz shartlar haqida gapiramiz va ekspert xulosalarini beramiz.
/ rasm CC BY-ND
Kvant kompyuterlarida geliy nima uchun kerak?
Geliy taqchilligi haqidagi voqeaga o'tishdan oldin, keling, kvant kompyuterlari nima uchun birinchi navbatda geliyga muhtojligi haqida gapiraylik.
Kvant mashinalari kubitlarda ishlaydi. Ular, klassik bitlardan farqli o'laroq, bir vaqtning o'zida 0 va 1 holatlarida - superpozitsiyada bo'lishi mumkin. Hisoblash tizimida kvant parallelizmi hodisasi operatsiyalar nol va bir bilan bir vaqtda bajarilganda sodir bo'ladi. Bu xususiyat qubitga asoslangan mashinalarga molekulyar va kimyoviy reaksiyalarni taqlid qilish kabi klassik kompyuterlarga qaraganda ba'zi muammolarni tezroq hal qilish imkonini beradi.
Ammo muammo bor: qubitlar nozik ob'ektlardir va ular faqat bir necha nanosekundlar davomida superpozitsiyani saqlab turishi mumkin. U hatto engil harorat o'zgarishi bilan ham buziladi; deb ataladi . Qubitlarni yo'q qilishning oldini olish uchun kvant kompyuterlari past haroratlarda - 10 mK (-273,14 Β° S). Mutlaq nolga yaqin haroratga erishish uchun kompaniyalar suyuq geliydan, aniqrog'i, izotopdan foydalanadilar. , bunday ekstremal sharoitlarda qattiqlashmaydi.
Muammo nimada
Yaqin kelajakda IT sanoati kvant kompyuterlarini ishlab chiqish uchun geliy-3 taqchilligiga duch kelishi mumkin. Yerda bu modda deyarli hech qachon o'zining tabiiy shaklida topilmaydi - uning hajmi sayyora atmosferasida (geliy-1,37 ga nisbatan 4 ppm). Geliy-3 tritiyning parchalanish mahsulotidir, uni ishlab chiqarish (AQShda oxirgi og'ir suvli yadro reaktori yopilgan). Keyinchalik, tritiy bekor qilingan yadro qurollarining tarkibiy qismlaridan olina boshladi, ammo AQSh Kongressi tadqiqot xizmati ma'lumotlariga ko'ra, bu tashabbus strategik moddalar zaxirasini sezilarli darajada oshirmagan. Rossiya va AQShning ba'zi zaxiralari bor, lekin .
Vaziyatni geliy-3 ning sezilarli qismi radioaktiv materiallarni qidirish uchun chegara nazorat punktlarida ishlatiladigan neytron skanerlarini ishlab chiqarishga sarflanishi bilan yanada og'irlashtirmoqda. Neytron skaneri 2000 yildan beri AQShning barcha bojxona idoralarida majburiy vosita bo'lib kelgan. Ushbu omillarning bir qatori sababli, Qo'shma Shtatlarda geliy-3 ta'minoti allaqachon davlat va xususiy tashkilotlarga kvotalar beradigan davlat idoralari tomonidan nazorat qilinadi va IT-mutaxassislari yaqinda hamma uchun geliy-3 yetishmasligidan xavotirda.
Qanday yomon
Geliy-3 ning etishmasligi kvant rivojlanishiga salbiy ta'sir qiladi, deb ishoniladi. Bleyk Jonson, kvant kompyuterlar ishlab chiqaruvchisi Rigetti Computing vitse-prezidenti MIT Tech Review nashriga bergan intervyusida bu sovutgichni olish nihoyatda qiyin. Muammolar uning yuqori narxi bilan og'irlashadi - bitta sovutgichni to'ldirish uchun 40 XNUMX dollar turadi.
Ammo boshqa kvant startapi D-Wave vakillari Bleykning fikriga qoβshilmaydi. tomonidan Tashkilot vitse-prezidenti, bitta kvant kompyuterini ishlab chiqarish uchun faqat oz miqdordagi geliy-3 kerak bo'ladi, uni moddaning umumiy mavjud hajmiga nisbatan ahamiyatsiz deb atash mumkin. Shu sababli, sovutgichning etishmasligi kvant sanoati uchun ko'rinmas bo'ladi.
Bundan tashqari, bugungi kunda geliy-3 olishning tritiyni o'z ichiga olmaydigan boshqa usullari ishlab chiqilmoqda. Ulardan biri tabiiy gazdan izotop olishdir. Birinchidan, u past haroratlarda chuqur kondensatsiyaga uchraydi, so'ngra ajratish va rektifikatsiya (gaz aralashmalarini ajratish) jarayonlaridan o'tadi. Ilgari bu yondashuv iqtisodiy jihatdan nomaqbul deb hisoblangan, ammo texnologiya rivojlanishi bilan vaziyat o'zgargan. O'tgan yili uning geliy-3 ishlab chiqarishni boshlash rejalari haqida .
Bir qator davlatlar Oyda geliy-3 qazib olishni rejalashtirmoqda. Uning sirt qatlami gacha o'z ichiga oladi (2-jadval) ushbu moddaning. Olimlarning hisob-kitoblariga ko'ra, resurs besh ming yil davom etadi. NASA allaqachon yaratishni boshlagan bu qayta ishlash geliy-3 ga. Tegishli yer usti va oy infratuzilmasini rivojlantirish ishlari olib borilmoqda ΠΈ . Ammo 2030 yilgacha uni amalda qo'llash mumkin bo'lmaydi.
Geliy-3 tanqisligining oldini olishning yana bir usuli - neytron skanerlarini ishlab chiqarishda uning o'rnini bosuvchi vositani topishdir. Aytgancha, uning 2018 yilda - rux sulfid va litiy-6 ftoridning kristallariga aylandi. Ular radioaktiv materiallarni 90% dan ortiq aniqlikda ro'yxatga olish imkonini beradi.
/ rasm CC BY-ND
Boshqa "kvant" muammolari
Geliy tanqisligidan tashqari, kvant kompyuterlarining rivojlanishiga to'sqinlik qiladigan boshqa qiyinchiliklar ham mavjud. Birinchisi, apparat komponentlarining etishmasligi. Dunyoda hali ham kvant mashinalari uchun "to'ldirish" ni ishlab chiquvchi bir nechta yirik korxonalar mavjud. Ba'zida kompaniyalar sovutish tizimi ishlab chiqarilguncha kutishlari kerak, .
Qator davlatlar muammoni davlat dasturlari orqali hal qilishga urinmoqda. Bunday tashabbuslar allaqachon AQSh va Yevropada boshlangan. Misol uchun, yaqinda Niderlandiyada Iqtisodiyot vazirligi ko'magida Delft Circuits ish boshladi. U kvant hisoblash tizimlari uchun komponentlar ishlab chiqaradi.
Yana bir qiyinchilik - mutaxassislarning etishmasligi. Ularga talab ortib bormoqda, ammo ularni topish unchalik oson emas. tomonidan NYT, dunyoda mingdan ortiq tajribali "kvant muhandislari" yo'q. Etakchi texnik universitetlar muammoni hal qilmoqda. Masalan, MITda allaqachon kvant mashinalari bilan ishlash bo'yicha mutaxassislarni tayyorlash bo'yicha birinchi dasturlar. Tegishli o'quv dasturlarini ishlab chiqish va Amerika milliy kvant tashabbusida.
Umuman olganda, IT-mutaxassislari kvant kompyuterlarini yaratuvchilar oldida turgan muammolarni to'liq yengib chiqish mumkinligiga aminlar. Kelajakda esa bu sohada yangi texnologik yutuqlarni kutishimiz mumkin.
IaaS korxonasi haqidagi birinchi blogda nima yozamiz:
Manba: www.habr.com