Блэйк Джонсон тратит много времени на размышления о сверхпроводящих кабелях и сверхмощных холодильниках. В качестве вице-президента по квантовой инженерии в Rigetti Computing, стартапе по производству квантовых компьютеров, он отвечает за поиск и приобретение компонентов, необходимых для их сборки.
Это непростая задача, потому что эта технология, некогда казавшаяся фантастикой, превращается во всё более популярную, поддерживаемую такими гигантами, как IBM, Google, Alibaba. В результате спрос растет намного быстрее, чем предложение.
Например, может потребоваться несколько месяцев или больше, чтобы получить все компоненты для создания специализированных холодильников, которые охладят систему до температуры ниже, чем в космосе (без этого пока что невозможна работа кубитов). Еще одной проблемой, говорит Джонсон, являются специализированные кабели, необходимые для передачи сигналов, которые управляют кубитами.
Длительное время, затрачиваемое на приобретение некоторых компонентов, тормозит прогресс.
Экзотические технологии
Одной из основных причин головной боли является то, что квантовые компьютеры не работают по принципам классических компьютеров. Они основаны на экзотических принципах, а это значит, что для них требуется действительно необычное оборудование.
В отличие от классических битов, которые могут представлять либо 1, либо 0, кубиты - это частицы, такие как атомы или электроны, которые могут быть в состоянии и 1, и 0 одновременно. Единственное значение они принимают только при измерении. Также кубиты могут влиять друг на друга с помощью почти мистического процесса, известного как "квантовое запутывание".
Эти свойства могут однажды позволить квантовой машине превзойти по производительности даже самый мощный классический суперкомпьютер (при размерах гораздо меньших). Но производство кубитов и управление ими всё ещё остается сложной инженерной задачей.
При создании квантовых компьютеров требуются сверхпроводящие кабели, а материал, из которого они изготовлены, проявляет нужные свойства только при экстремально низких температурах. Поэтому используются специализированные холодильники. Проблема в том, что стоимость каждого из них варьируется от 500 000 до 1 миллиона долларов. Они изготавливаются на заказ, и всего несколько компаний (BlueFors в Финляндии, Oxford Instruments в Великобритании) их производят.
Для производства таких холодильников требуются некоторые газы (благодаря им получается достичь таких низких температур), включая гелий-3, который, по словам Джонсона, "мучительно трудно найти". Как правило, это побочный продукт ядерных исследований и оружейных программ, осуществляемых правительствами. Этот газ настолько редкий, что может стоить до $40 000 за объём, необходимый только для одного(!) холодильника.
Кабельная проблема
Сверхпроводящие кабели - передают сигналы для управления кубитами. Кроме сверхпроводимости от них требуется ещё и малая проводимость тепла, чтобы не нарушать состояние кубитов внутри холодильников. Такие проводники поставляет только одна японская компания - Coax Co.
Квантовые компьютеры могут создаваться и иными способами, с использованием других технологий, но там появляются свои проблемы.
Поэтому гиганты IT-индустрии создают команды для разработки собственных проектов в этом направлении. На технических конференциях появляется всё больше выступлений о квантовых технологиях. В США и Европе уже есть планы по развитию квантовой информационной науки, что повышает заинтересованность среди потенциальных поставщиков компонентов. Появляются даже стартапы по развитию квантовых технологий.
Всё это может говорить только об одном, мир заинтересован в квантовых технологиях. И скоро вы будете приходить домой, включать свои квантовые компьютеры и читать мой канал :)
Понравилась статья? Подписывайся на канал, ставь лайк, делись информацией в социальных сетях. Дальше будет ещё интереснее!
Читайте также:
Как гений думает
Как лихорадка помогает бороться с болезнью?
Ноль - это ничто, ноль - это число, ноль - это всё
Информация для статьи взята здесь: medium.com/mit-technology-review/wed-have-more-quantum-computers-if-it-weren-t-so-hard-to-find-the-damn-cables-7218a2dddaea
