Что может помешать развитию квантовых компьютеров

Что может помешать развитию квантовых компьютеров
/ фото IBM Research CC BY-ND

В настоящий момент в мире наблюдаются некоторые проблемы с поставками гелия-3. Эта ситуация может негативным образом повлиять на разработки квантовых вычислительных машин — одной из наиболее перспективных технологий для дата-центров будущего.

Почему нехватка гелия-3 так критична

Главная особенность квантовых компьютеров — это возможность оперировать кубитами, которые находятся в состоянии суперпозиции. Это значит, что, в отличие от классических битов, они могут единовременно принимать состояние нуля и единицы. Этот эффект позволяет квантовым машинам решать ряд специализированных задач быстрее традиционных систем, например моделировать химические реакции.

С другой стороны, для поддержания состояния суперпозиции необходима стабильная и достаточно низкая температура — близкая к абсолютному нулю. Добиться таких условий можно пока только в лабораториях с помощью специального хладагента — гелия-3.

Как обстоят дела с его доступностью

Дефицит гелия-3 не новость. Дело в том, что он не встречается в естественной природе и в атмосфере планеты его 1,37 части приходится на миллион частей гелия-4. Ранее гелий-3 получали в качестве продукта распада трития, но работу с ним прекратили в 1988 году.

Таким образом, промышленная добыча гелия-3 была существенно сокращена, и мы получили ситуацию, когда стратегические запасы вещества стремительно сокращаются. Проблему подогревает и тот факт, что именно гелий-3 сейчас весьма востребован на производстве сканеров, способных улавливать радиоактивные материалы. Их власти США используют на пограничных пунктах, что является требованием закона, и контролируют поставки гелия-3 на внутреннем рынке США. Такое положение дел может негативным образом сказаться на разработках квантовых вычислительных машин. Как минимум все идет к тому, что стоимость хладагента будет выше. Уже сейчас на заправку одной холодильной установки для таких систем требуется бюджет от 40 тысяч долларов.

Это интересно!  IaaS в Казахстане. Рынок и провайдеры

Не все так плохо

Многие эксперты говорят, что существующие проблемы вполне преодолимы. Так, в проекте D-Wave подчеркивают, что для работы с квантовыми компьютерами нужно не так много гелия-3 по сравнению с рядом других критически значимых компонентов, и его нехватка на мировом рынке не сможет остановить разработку данных вычислительных систем.

Плюс к этому специалисты прорабатывают альтернативные способы добычи гелия-3: например, из природного газа путем глубокой конденсации при низкой температуре и последующих сепарации и ректификации. Более фантастическая концепция — планы по добыче вещества на Луне, содержащей до 2,5 млн тонн гелия-3 в поверхностном слое.

Что интересно, даже с учетом оптимизма представителей квантовых проектов относительно отсутствия проблем с нехваткой вещества, уже начат поиск альтернатив гелию-3 для производства тех самых сканеров для таможни. В данный момент наиболее оптимальным вариантом считают переход на кристаллы сульфида цинка и фторида лития-6. Они дают высокую точность регистрации радиоактивных материалов и смогут стать полноценной заменой дефицитного гелия-3.

уже начат поиск альтернатив гелию-3 для производства сканеров для таможн

/ фото IBM Research CC BY-ND

Над чем еще придется поработать

Нехватка хладагента — это не единственная проблема сферы квантовых компьютеров. С учетом их небольшого числа пока нельзя говорить о развитых производственных цепочках, что довольно часто приводит к задержкам поставки даже не самых трудоемких компонентов таких машин. Отдельные элементы вроде системы охлаждения проектам приходится ждать по несколько месяцев, а иногда и до одного года. Такое положение дел не устраивает разработчиков, и они обращаются за поддержкой в рамках государственных программ. Кстати, такие программы уже запущены в США и Европе.

Еще одна сложность связана с кадровым голодом. В настоящий момент в мире есть не более тысячи высококвалифицированных специалистов в данной области, и стремительный рост спроса на них подстегивает запуск новых программ обучения. Так, образовательные программы уже запустили в MIT и ряде других организаций.

Это интересно!  Тенденции: переход от VPS к облачному IaaS

Что мы публикуем в нашем Telegram-канале:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (2 оценок, среднее: 3,00 из 5)
Загрузка...