Helis-3 (He-3) turi unikalių savybių, dėl kurių jis vertingas keliose srityse, įskaitant branduolinę energiją ir kvantinį skaičiavimą. Nors He-3 yra labai retas, o gamyba yra sudėtinga, jis turi daug pažadų kvantinės skaičiavimo ateičiai. Šiame straipsnyje mes gilinsimės į He-3 tiekimo grandinės gamybą ir jo, kaip šaltnešio, naudojimą kvantiniuose kompiuteriuose.

Helio 3 gamyba

Manoma, kad helio 3 Žemėje yra labai mažai. Manoma, kad didžiąją dalį He-3 mūsų planetoje gamina saulė ir kitos žvaigždės, taip pat manoma, kad nedideliais kiekiais jo yra Mėnulio dirvožemyje. Nors bendra He-3 pasiūla pasaulyje nežinoma, manoma, kad ji siekia kelis šimtus kilogramų per metus.

He-3 gamyba yra sudėtingas ir sudėtingas procesas, apimantis He-3 atskyrimą nuo kitų helio izotopų. Pagrindinis gamybos būdas – gamtinių dujų telkinių apšvitinimas, kaip šalutinis produktas gaminant He-3. Šis metodas yra techniškai sudėtingas, reikalauja specialios įrangos ir yra brangus procesas. He-3 gamybos sąnaudos apribojo platų jo naudojimą, ir tai išlieka reta ir vertinga prekė.

Helio-3 taikymas kvantinėje kompiuterijoje

Kvantinė kompiuterija yra nauja sritis, turinti didžiulį potencialą pakeisti pramonės šakas – nuo ​​finansų ir sveikatos priežiūros iki kriptografijos ir dirbtinio intelekto. Vienas iš pagrindinių kvantinių kompiuterių kūrimo iššūkių yra šaltnešio poreikis kvantiniams bitams (kubitams) atvėsinti iki optimalios darbinės temperatūros.

He-3 pasirodė esąs puikus pasirinkimas kvantinių kompiuterių kubitams aušinti. He-3 turi keletą savybių, dėl kurių jis idealiai tinka šiam naudojimui, įskaitant žemą virimo temperatūrą, aukštą šilumos laidumą ir gebėjimą išlikti skystam žemoje temperatūroje. Kelios tyrimų grupės, įskaitant Insbruko universiteto Austrijoje mokslininkų grupę, įrodė, kad He-3 naudojamas kaip šaltnešis kvantiniuose kompiuteriuose. Žurnale „Nature Communications“ paskelbtame tyrime komanda parodė, kad He-3 gali būti naudojamas superlaidaus kvantinio procesoriaus kubitams atvėsinti iki optimalios darbinės temperatūros, parodydamas jo, kaip kvantinio skaičiavimo šaltnešio, efektyvumą. seksas.

Helio-3 pranašumai kvantinėje kompiuterijoje

Yra keletas privalumų, kai He-3 naudojamas kaip šaltnešis kvantiniame kompiuteryje. Pirma, ji suteikia stabilesnę kubitų aplinką, sumažindama klaidų riziką ir pagerindama kvantinių kompiuterių patikimumą. Tai ypač svarbu kvantinio skaičiavimo srityje, kur net nedidelės klaidos gali turėti didelės įtakos rezultatui.

Antra, He-3 virimo temperatūra yra žemesnė nei kitų šaltnešių, o tai reiškia, kad kubitus galima atvėsinti iki vėsesnės temperatūros ir veikti efektyviau. Dėl šio padidėjusio efektyvumo galima atlikti greitesnius ir tikslesnius skaičiavimus, todėl He-3 yra svarbus kvantinių kompiuterių kūrimo komponentas.

Galiausiai He-3 yra netoksiškas, nedegus šaltnešis, saugesnis ir ekologiškesnis nei kiti šaltnešiai, tokie kaip skystas helis. Pasaulyje, kuriame aplinkosaugos problemos tampa vis svarbesnės, He-3 naudojimas kvantinėje kompiuterijoje yra ekologiškesnė alternatyva, padedanti sumažinti technologijos anglies pėdsaką.

Helio-3 iššūkiai ir ateitis kvantinėje kompiuterijoje

Nepaisant akivaizdžių He-3 pranašumų kvantinėje kompiuterijoje, He-3 gamyba ir tiekimas tebėra didelis iššūkis, kurį reikia įveikti daug techninių, logistinių ir finansinių kliūčių. He-3 gamyba yra sudėtingas ir brangus procesas, o izotopų pasiūla yra ribota. Be to, He-3 transportavimas iš gamybos vietos į galutinio naudojimo vietą yra sudėtinga užduotis, dar labiau apsunkinanti tiekimo grandinę.

Nepaisant šių iššūkių, dėl galimų He-3 pranašumų kvantinėje kompiuterijoje tai yra verta investicija, o mokslininkai ir įmonės toliau tiria būdus, kaip jo gamybą ir naudojimą paversti realybe. Nuolatinis He-3 vystymas ir jo naudojimas kvantinėje kompiuterijoje žada šios sparčiai augančios srities ateitį.