Хелиум-3 (He-3) има уникатни својства што го прават вреден во неколку полиња, вклучувајќи ја и нуклеарната енергија и квантното пресметување. Иако He-3 е многу редок и производството е предизвик, тој има големо ветување за иднината на квантните компјутери. Во оваа статија, ќе истражуваме во синџирот на снабдување производство на He-3 и неговата употреба како средство за ладење во квантните компјутери.

Производство на хелиум 3

Се проценува дека хелиум 3 постои во многу мали количини на Земјата. Се смета дека најголемиот дел од He-3 на нашата планета е произведен од сонцето и другите ѕвезди, а исто така се верува дека е присутен во мали количини во лунарната почва. Додека вкупната глобална понуда на He-3 е непозната, се проценува дека е во опсег од неколку стотици килограми годишно.

Производството на He-3 е сложен и предизвикувачки процес кој вклучува одвојување на He-3 од другите изотопи на хелиум. Главниот метод на производство е со зрачење на депозитите на природен гас, при што се произведува He-3 како нуспроизвод. Овој метод е технички тежок, бара специјализирана опрема и е скап процес. Трошоците за производство на He-3 ја ограничија неговата широка употреба и останува ретка и вредна стока.

Примени на хелиум-3 во квантното пресметување

Квантното пресметување е поле во подем со огромен потенцијал за револуција во индустриите кои се движат од финансии и здравствена заштита до криптографија и вештачка интелигенција. Еден од главните предизвици во развојот на квантните компјутери е потребата од ладилно средство за ладење на квантните битови (кјубити) до нивната оптимална работна температура.

He-3 се покажа како одличен избор за ладење на кубитите во квантните компјутери. He-3 има неколку својства што го прават идеален за оваа апликација, вклучувајќи ја неговата ниска точка на вриење, висока топлинска спроводливост и способност да остане течен при ниски температури. Неколку истражувачки групи, вклучително и група научници од Универзитетот во Инсбрук во Австрија, ја демонстрираа употребата на He-3 како средство за ладење во квантните компјутери. Во една студија објавена во списанието Nature Communications, тимот покажа дека He-3 може да се користи за ладење на кубитите на суперспроводлив квантен процесор до оптимална работна температура, покажувајќи ја неговата ефикасност како ладилно средство за квантно пресметување. секс.

Предности на хелиум-3 во квантното пресметување

Постојат неколку предности за користење на He-3 како средство за ладење во квантен компјутер. Прво, обезбедува постабилна средина за кјубитите, намалувајќи го ризикот од грешки и ја подобрува веродостојноста на квантните компјутери. Ова е особено важно во областа на квантното пресметување, каде што дури и малите грешки можат да имаат големо влијание врз исходот.

Второ, He-3 има пониска точка на вриење од другите средства за ладење, што значи дека кубитите може да се оладат на поладни температури и да работат поефикасно. Оваа зголемена ефикасност може да доведе до побрзи и попрецизни пресметки, што го прави He-3 важна компонента во развојот на квантните компјутери.

Конечно, He-3 е нетоксично, незапаливо средство за ладење кое е побезбедно и поеколошки од другите средства за ладење како што е течниот хелиум. Во свет каде што грижите за животната средина стануваат се поважни, употребата на He-3 во квантното пресметување нуди позелена алтернатива што помага да се намали јаглеродниот отпечаток на технологијата.

Предизвиците и иднината на хелиум-3 во квантните компјутери

И покрај очигледните предности на He-3 во квантното пресметување, производството и снабдувањето со He-3 останува голем предизвик, со многу технички, логистички и финансиски пречки што треба да се надминат. Производството на He-3 е сложен и скап процес и има ограничена понуда на изотоп на располагање. Дополнително, транспортот на He-3 од неговото производно место до местото за крајна употреба е предизвикувачка задача, што дополнително го комплицира неговиот синџир на снабдување.

И покрај овие предизвици, потенцијалните предности на He-3 во квантното пресметување го прават исплатлива инвестиција, а истражувачите и компаниите продолжуваат да истражуваат начини како неговото производство и употреба да го направат реалност. Постојаниот развој на He-3 и неговата употреба во квантните компјутери ветуваат за иднината на ова поле кое брзо расте.