Helium-3 (HE-3) ima jedinstvena svojstva koja čine vrijednim u nekoliko polja, uključujući nuklearnu energiju i kvantno računanje. Iako je HE-3 vrlo rijedak i proizvodnja je izazovna, čini veliko obećanje za budućnost kvantnog računanja. U ovom ćemo članku unijeti u proizvodnju lanca opskrbe HE-3, a njegova upotreba kao rashladno sredstvo u kvantnim računarima.

Proizvodnja helija 3

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

Proizvodnja HE-3 je složen i izazovan proces koji uključuje razdvajanje HE-3 iz drugih izotopa helija. Glavna metoda proizvodnje je zračenjem naslagama prirodnog plina, proizvodnju HE-3 kao nusproizvod. Ova metoda je tehnički zahtjevna, zahtijeva specijalizirana oprema i skupi je proces. Troškovi proizvodnje HE-3 ograničili su svoju široku upotrebu i ostaje rijetka i vrijedna roba.

Primjene helium-3 u kvantnom računarstvu

Kvantno računanje je polje za nastajanje ogromnim potencijalom za revoluciju industrija u rasponu od financija i zdravstvene zaštite do kriptografije i umjetne inteligencije. Jedan od glavnih izazova u razvoju Quantum računara je potreba za rashladnim sredstvom za hlađenje kvantnih bitova (qubits) na svoju optimalnu radnu temperaturu.

HE-3 se pokazao izvrsnim izborom za hlađenje Qubit-a u kvantnim računalima. HE-3 ima nekoliko svojstava koje ga čine idealnim za ovu aplikaciju, uključujući i njegovu malu tačku ključanja, visoku toplinsku provodljivost i mogućnost da ostanu tečnost na niskim temperaturama. Nekoliko istraživačkih grupa, uključujući grupu naučnika na Univerzitetu Innsbruck u Austriji pokazale su upotrebu HE-3 kao rashladnog sredstva u kvantnim računarima. U studiju objavljenom u časopisu Prirodne komunikacije, tim je pokazao da se HE-3 može koristiti za hlađenje qubits superprovodljivog kvantnog procesora na optimalnu radnu temperaturu, pokazujući svoju efikasnost kao kvantni rashladno sredstvo. Seks.

Prednosti Helije-3 u kvantnom računanju

Postoji nekoliko prednosti za korištenje HE-3 kao rashladnog sredstva u kvantnom računaru. Prvo, pruža stabilnije okruženje za qubits, smanjujući rizik od grešaka i poboljšanje pouzdanosti kvantnih računara. Ovo je posebno važno u području kvantnog računarstva, gdje čak i male greške mogu imati veliki utjecaj na ishod.

Drugo, HE-3 ima nižu tačku ključanja od ostalih rashladnih sredstava, što znači da se qubits može hladiti hladnijim temperaturama i raditi efikasnije. Ova povećana efikasnost mogla bi dovesti do bržeg i preciznijeg proračuna, čineći HE-3 važnu komponentu u razvoju kvantnih računara.

Konačno, HE-3 je netoksično, nezapaljivo rashladno sredstvo koje je sigurnije i ekološki prihvatljivije od ostalih rashladnih sredstava poput tečnog helijuma. U svijetu u kojem se zabrinutost za okoliš postaju važnija, upotreba HE-3 u kvantnom računarstvu nudi zeleniju alternativu koja pomaže u smanjenju tehnološkog otiska ugljika.

Izazovi i budućnost Helium-3 u kvantnom računanju

Unatoč očiglednim prednostima HE-3 u kvantnom računarstvu, proizvodnja i opskrba HE-3 ostaje veliki izazov, s mnogo tehničkih, logističkih i financijskih prepreka za prevazilaženje. Proizvodnja HE-3 je složen i skup proces, a postoji ograničena ponuda izotopa. Uz to, prijevoz HE-3 sa svog proizvodnog mjesta na njenu završnu lokaciju je izazovan zadatak, dodatno komplicira njegov lanac opskrbe.

Uprkos tim izazovima, potencijalne prednosti HE-3 u kvantnom računanju čine vrijednim ulaganjima, a istraživači i kompanije i dalje istražuju načine za proizvodnju njegove proizvodnje i korištenju stvarnost. Kontinuirani razvoj HE-3 i njegova upotreba u kvantnom računarstvu obećava obećanje za budućnost ovog brzo rastućeg polja.