Helij-3 (He-3) ima jedinstvena svojstva koja ga čine vrijednim u nekoliko polja, uključujući nuklearnu energiju i kvantno računalstvo. Iako je He-3 vrlo rijedak i proizvodnja je izazovna, ima veliko obećanje za budućnost kvantnog računalstva. U ovom ćemo članku istražiti proizvodnju He-3 u opskrbnom lancu i njegovu upotrebu kao rashladnog sredstva u kvantnim računalima.

Proizvodnja helija 3

Procjenjuje se da helij 3 postoji u vrlo malim količinama na Zemlji. Smatra se da većinu He-3 na našem planetu proizvode sunce i druge zvijezde, a vjeruje se i da je prisutan u malim količinama u mjesečevom tlu. Iako je ukupna globalna zaliha He-3 nepoznata, procjenjuje se da je u rasponu od nekoliko stotina kilograma godišnje.

Proizvodnja He-3 je složen i izazovan proces koji uključuje odvajanje He-3 od ostalih izotopa helija. Glavna metoda proizvodnje je ozračivanje naslaga prirodnog plina, proizvodeći He-3 kao nusprodukt. Ova metoda je tehnički zahtjevna, zahtijeva specijaliziranu opremu i skup je proces. Troškovi proizvodnje He-3 ograničili su njegovu široku upotrebu te je i dalje rijetka i vrijedna roba.

Primjena helija-3 u kvantnom računalstvu

Kvantno računalstvo je polje u nastajanju s golemim potencijalom da revolucionira industrije u rasponu od financija i zdravstva do kriptografije i umjetne inteligencije. Jedan od glavnih izazova u razvoju kvantnih računala je potreba za rashladnim sredstvom za hlađenje kvantnih bitova (qubita) na njihovu optimalnu radnu temperaturu.

He-3 se pokazao izvrsnim izborom za hlađenje qubita u kvantnim računalima. He-3 ima nekoliko svojstava koja ga čine idealnim za ovu primjenu, uključujući nisko vrelište, visoku toplinsku vodljivost i sposobnost da ostane tekući na niskim temperaturama. Nekoliko istraživačkih skupina, uključujući skupinu znanstvenika sa Sveučilišta u Innsbrucku u Austriji, pokazalo je korištenje He-3 kao rashladnog sredstva u kvantnim računalima. U studiji objavljenoj u časopisu Nature Communications, tim je pokazao da se He-3 može koristiti za hlađenje kubita supravodljivog kvantnog procesora na optimalnu radnu temperaturu, pokazujući njegovu učinkovitost kao rashladnog sredstva za kvantno računalstvo. seks.

Prednosti helija-3 u kvantnom računalstvu

Postoji nekoliko prednosti korištenja He-3 kao rashladnog sredstva u kvantnom računalu. Prvo, pruža stabilnije okruženje za qubite, smanjujući rizik od pogrešaka i poboljšavajući pouzdanost kvantnih računala. Ovo je posebno važno u području kvantnog računalstva, gdje čak i male pogreške mogu imati veliki utjecaj na ishod.

Drugo, He-3 ima nižu točku vrelišta od ostalih rashladnih sredstava, što znači da se kubiti mogu ohladiti na niže temperature i raditi učinkovitije. Ova povećana učinkovitost mogla bi dovesti do bržih i točnijih proračuna, čineći He-3 važnom komponentom u razvoju kvantnih računala.

Konačno, He-3 je netoksično, nezapaljivo rashladno sredstvo koje je sigurnije i ekološki prihvatljivije od drugih rashladnih sredstava kao što je tekući helij. U svijetu u kojem briga o okolišu postaje sve važnija, korištenje He-3 u kvantnom računalstvu nudi zeleniju alternativu koja pomaže smanjiti ugljični otisak tehnologije.

Izazovi i budućnost helija-3 u kvantnom računalstvu

Unatoč očitim prednostima He-3 u kvantnom računalstvu, proizvodnja i opskrba He-3 ostaje veliki izazov, s mnogim tehničkim, logističkim i financijskim preprekama koje treba prevladati. Proizvodnja He-3 je složen i skup proces, a dostupna je ograničena količina izotopa. Osim toga, transport He-3 od mjesta proizvodnje do mjesta krajnje upotrebe izazovan je zadatak, što dodatno komplicira lanac opskrbe.

Unatoč ovim izazovima, potencijalne prednosti He-3 u kvantnom računalstvu čine ga vrijednom investicijom, a istraživači i tvrtke nastavljaju istraživati ​​načine kako njegovu proizvodnju i korištenje učiniti stvarnošću. Kontinuirani razvoj He-3 i njegova upotreba u kvantnom računalstvu obećavaju budućnost ovog brzo rastućeg područja.