Hélium-3 (HE-3) má jedinečné vlastnosti, vďaka ktorým je hodnotné v niekoľkých oblastiach vrátane jadrovej energie a kvantového výpočtu. Aj keď je HE-3 veľmi zriedkavý a výroba je náročná, má veľký sľub pre budúcnosť kvantových výpočtov. V tomto článku sa ponoríme do výroby dodávateľského reťazca HE-3 a jeho použitie ako chladivo v kvantových počítačoch.

Výroba hélia 3

Odhaduje sa, že hélium 3 existuje vo veľmi malých množstvách na Zemi. Väčšina HE-3 na našej planéte sa predpokladá, že je produkovaná Slnkom a inými hviezdami, a predpokladá sa, že je prítomná v malých množstvách v lunárnej pôde. Zatiaľ čo celková globálna ponuka HE-3 nie je známa, odhaduje sa, že je v rozmedzí niekoľkých stoviek kilogramov ročne.

Výroba HE-3 je komplexný a náročný proces, ktorý zahŕňa oddelenie HE-3 od iných izotopov hélia. Hlavnou výrobnou metódou je ožarovanie usadenín zemného plynu a vyrába HE-3 ako vedľajší produkt. Táto metóda je technicky náročná, vyžaduje špecializované vybavenie a je to nákladný proces. Náklady na výrobu HE-3 obmedzili jeho rozšírené použitie a zostáva zriedkavou a hodnotnou komoditou.

Aplikácie hélia-3 pri kvantovom výpočte

Spoločnosť Quantum Computing je vznikajúce pole s obrovským potenciálom na revolúciu v odvetviach od financií a zdravotnej starostlivosti po kryptografiu a umelú inteligenciu. Jednou z hlavných výziev pri vývoji kvantových počítačov je potreba chladiva ochladiť kvantové bity (QuBIT) na ich optimálnu prevádzkovú teplotu.

HE-3 sa ukázal ako vynikajúca voľba pre chladenie qubits v kvantových počítačoch. HE-3 má niekoľko vlastností, vďaka ktorým je pre túto aplikáciu ideálny, vrátane jeho nízkeho bodu varu, vysokej tepelnej vodivosti a schopnosti zostať kvapalným pri nízkych teplotách. Niekoľko výskumných skupín, vrátane skupiny vedcov na University of Innsbruck v Rakúsku, preukázalo použitie HE-3 ako chladiva v kvantových počítačoch. V štúdii uverejnenej v časopise Nature Communications tím ukázal, že HE-3 sa môže použiť na ochladenie qubitov supravodivého kvantového procesora na optimálnu prevádzkovú teplotu, čo demonštruje jeho účinnosť ako kvantové výpočtové chladivo. sex.

Výhody hélium-3 pri kvantovom výpočte

Používanie HE-3 ako chladiva v kvantovom počítači má niekoľko výhod. Po prvé, poskytuje stabilnejšie prostredie pre QuBITS, znižuje riziko chýb a zlepšuje spoľahlivosť kvantových počítačov. Toto je obzvlášť dôležité v oblasti kvantových výpočtov, kde aj malé chyby môžu mať zásadný vplyv na výsledok.

Po druhé, HE-3 má nižší bod varu ako iné chladivá, čo znamená, že qubity sa môžu ochladiť na chladnejšie teploty a fungovať efektívnejšie. Táto zvýšená účinnosť by mohla viesť k rýchlejším a presnejším výpočtom, vďaka čomu je HE-3 dôležitou súčasťou vývoja kvantových počítačov.

Nakoniec, HE-3 je netoxické, nehoršie chladivo, ktoré je bezpečnejšie a šetrnejšie k životnému prostrediu ako iné chladivá, ako je tekutý hélium. Vo svete, v ktorom sa environmentálne obavy stávajú dôležitejšie, využívanie HE-3 v kvantovom výpočte ponúka zelenšiu alternatívu, ktorá pomáha znižovať uhlíkovú stopu technológie.

Výzvy a budúcnosť hélia-3 v kvantovom výpočte

Napriek zjavným výhodám HE-3 v kvantovom výpočte zostáva výroba a dodávka HE-3 veľkou výzvou, pričom mnohými technickými, logistickými a finančnými prekážkami je potrebné prekonať. Výroba HE-3 je zložitý a nákladný proces a je k dispozícii obmedzená ponuka izotopu. Preprava HE-3 z jeho výrobného miesta na jeho miesto na konci použitia je navyše náročnou úlohou, ktorá ďalej komplikuje jeho dodávateľský reťazec.

Napriek týmto výzvam potenciálne výhody HE-3 v kvantovom výpočte z neho robia užitočné investície a výskumníci a spoločnosti naďalej skúmajú spôsoby, ako dosiahnuť svoju výrobu a využívať realitu. Pokračujúci vývoj HE-3 a jeho použitie v kvantových výpočtoch je prísľubom budúcnosti tejto rýchlo rastúcej oblasti.