Helium-3 (HE-3) ima jedinstvena svojstva koja ga čine vrijednim u nekoliko polja, uključujući nuklearnu energiju i kvantno računanje. Iako je HE-3 vrlo rijedak, a proizvodnja je izazovna, ona obećava budućnost kvantnog računanja. U ovom ćemo se članku probiti u proizvodnju opskrbnog lanca HE-3 i njegovu upotrebu kao rashladno sredstvo u kvantnim računalima.

Proizvodnja helija 3

Procjenjuje se da helij 3 postoji u vrlo malim količinama na zemlji. Smatra se da većina HE-3 na našoj planeti proizvodi Sunce i druge zvijezde, a vjeruje se da je također prisutan u malim količinama u lunarnom tlu. Iako je ukupna globalna opskrba HE-3 nepoznata, procjenjuje se da će biti u rasponu od nekoliko stotina kilograma godišnje.

Proizvodnja HE-3 složen je i izazovan proces koji uključuje odvajanje HE-3 od drugih izotopa helija. Glavna metoda proizvodnje je ozračivanjem naslaga prirodnog plina, proizvodeći HE-3 kao nusproizvod. Ova je metoda tehnički zahtjevna, zahtijeva specijaliziranu opremu i skup je proces. Trošak proizvodnje HE-3 ograničio je svoju široku upotrebu i ostaje rijetka i vrijedna roba.

Primjene helija-3 u kvantnom računanju

Kvantno računanje je polje u nastajanju s ogromnim potencijalom za revoluciju industrija u rasponu od financija i zdravstvene zaštite do kriptografije i umjetne inteligencije. Jedan od glavnih izazova u razvoju kvantnih računala je potreba da rashladno sredstvo ohladi kvantne bitove (QuBits) do njihove optimalne radne temperature.

HE-3 se pokazao kao odličan izbor za hlađenje Qubits u kvantnim računalima. HE-3 ima nekoliko svojstava koja ga čine idealnim za ovu primjenu, uključujući nisku točku ključanja, visoku toplinsku vodljivost i sposobnost da ostane tekućina na niskim temperaturama. Nekoliko istraživačkih skupina, uključujući skupinu znanstvenika sa Sveučilišta u Innsbrucku u Austriji, pokazalo je upotrebu HE-3 kao rashladnog sredstva u kvantnim računalima. U studiji objavljenoj u časopisu Nature Communications, tim je pokazao da se HE-3 može upotrijebiti za hlađenje qubita superprevodnog kvantnog procesora do optimalne radne temperature, pokazujući njegovu učinkovitost kao kvantno računalno rashladno sredstvo. seks.

Prednosti helija-3 u kvantnom računanju

Postoji nekoliko prednosti korištenja HE-3 kao rashladnog sredstva u kvantnom računalu. Prvo, pruža stabilnije okruženje za Qubits, smanjujući rizik od pogrešaka i poboljšava pouzdanost kvantnih računala. To je posebno važno u polju kvantnog računanja, gdje čak i male pogreške mogu imati veliki utjecaj na ishod.

Drugo, HE-3 ima nižu točku ključanja od ostalih rashladnih sredstava, što znači da se Qubits može ohladiti na hladnijim temperaturama i djelovati učinkovitije. Ova povećana učinkovitost mogla bi dovesti do bržih i preciznijih izračuna, što HE-3 čini važnom komponentom u razvoju kvantnih računala.

Konačno, HE-3 je netoksično, nezapamljivo rashladno sredstvo koje je sigurnije i ekološki prihvatljivije od ostalih rashladnih sredstava poput tekućeg helija. U svijetu u kojem su brige o okolišu sve važnije, upotreba HE-3 u kvantnom računarstvu nudi zeleniju alternativu koja pomaže u smanjenju ugljičnog otiska u tehnologiji.

Izazovi i budućnost helija-3 u kvantnom računanju

Unatoč očiglednim prednostima HE-3 u kvantnom računarstvu, proizvodnja i opskrba HE-3 ostaju glavni izazov, s mnogim tehničkim, logističkim i financijskim preprekama koje treba prevladati. Proizvodnja HE-3 složen je i skup proces, a na raspolaganju je ograničena opskrba izotopom. Uz to, prijevoz HE-3 s mjesta proizvodnje na mjesto krajnje upotrebe je izazovan zadatak, što dodatno komplicira njegov lanac opskrbe.

Unatoč tim izazovima, potencijalne prednosti HE-3 u kvantnom računanju čine ga vrijednim ulaganjem, a istraživači i tvrtke nastavljaju istraživati ​​načine kako ostvariti svoju proizvodnju i koristiti stvarnost. Kontinuirani razvoj HE-3 i njegova upotreba u kvantnom računanju obećava budućnost ovog brzo rastućeg polja.