Что может помешать развитию квантовых компьютеров

Тенденции
Павел Игнатьев
16.07.2019
Количество просмотров
3226
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.

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.

Что мы публикуем в нашем Telegram-канале:

Средняя оценка: 0, всего оценок: 0
Поделиться

Только полезные материалы в нашей рассылке

Ошибка подписки

Похожие статьи

Технологии
Виртуализация сети с VMware NSX
05.02.2021
Количество просмотров
5034

Виртуализация сети с VMware NSX

Анонс VMware NSX состоялся в августе 2013 года, и за прошедшее с момента выпуска первой версии время решение успело зарекомендовать себя как проверенный инструмент виртуализации сети и обеспечения сетевой безопасности для программного ЦОД. Сегодня мы расскажем, как появилось решение, обсудим его функционал и возможности, а также коснемся истории и эволюции.
IT-инфраструктура
Как повысить энергоэффективность дата-центра
26.03.2019
Количество просмотров
4343

Как повысить энергоэффективность дата-центра

Мировые дата-центры ежегодно расходуют приблизительно 200 тераватт-часов электроэнергии. По некоторым прогнозам, этот показатель может увеличиться в 15 раз к 2030 году. Поэтому регулярно предпринимаются попытки повысить эффективность работы вычислительной инфраструктуры и снизить потребление энергии в ЦОД. Подробнее об этом — в нашем сегодняшнем материале.
Технологии
15 самых горячих технологических новинок с VMworld 2015
30.09.2015
Количество просмотров
2178

15 самых горячих технологических новинок с VMworld 2015

Многие годы VMware формирует будущее корпоративных ИТ-технологий, продвигая идею программно-определяемого ЦОД. Несмотря на растущую конкуренцию, компания до сих пор занимает лидирующие позиции на рынке виртуализации.

Ваше обращение приняли

Скоро наш менеджер свяжется с вами.
А пока вы можете изучить интересные материалы в нашем блоге.

Подписка оформлена

Скоро отправим вам уведомление о новых материалах.