Гелій-3 (HE-3) валодае унікальнымі ўласцівасцямі, якія робяць яго каштоўным у некалькіх галінах, у тым ліку ядзернай энергіі і квантавых вылічэнняў. Хоць HE-3 сустракаецца вельмі рэдка, і вытворчасць з'яўляецца складанай задачай, гэта вельмі абяцае будучыню квантавых вылічэнняў. У гэтым артыкуле мы паглыбімся ў вытворчасць ланцужкі паставак HE-3 і яго выкарыстанне ў якасці хладагента ў квантавых кампутарах.

Вытворчасць гелія 3

Гелій 3, паводле ацэнак, існуе ў вельмі невялікіх колькасцях на зямлі. Лічыцца, што большасць He-3 на нашай планеце вырабляецца сонцам і іншымі зоркамі, а таксама, як мяркуюць, прысутнічае ў невялікіх колькасцях у месяцовай глебе. У той час як агульная сусветная пастаўка HE-3 невядомая, паводле ацэнак, знаходзіцца ў межах некалькіх сотняў кілаграмаў у год.

Вытворчасць HE-3-гэта складаны і складаны працэс, які прадугледжвае аддзяленне HE-3 ад іншых ізатопаў гелію. Асноўны метад вытворчасці-гэта апрамяненне дэпазітаў прыроднага газу, вырабляючы HE-3 як пабочны прадукт. Гэты метад тэхнічна патрабавальны, патрабуе спецыялізаванага абсталявання і з'яўляецца дарагім працэсам. Кошт вытворчасці HE-3 абмежаваў сваё шырокае выкарыстанне, і ён застаецца рэдкім і каштоўным таварам.

Прымяненне гелія-3 у квантавых вылічэннях

Квантовыя вылічэнні - гэта новая сфера з велізарным патэнцыялам для рэвалюцыі ў галінах, пачынаючы ад фінансаў і аховы здароўя да крыптаграфіі і штучнага інтэлекту. Адной з асноўных праблем у распрацоўцы квантавых кампутараў з'яўляецца неабходнасць хладагента астудзіць квантавыя біты (кубіты) да іх аптымальнай працоўнай тэмпературы.

HE-3 аказаўся выдатным выбарам для астуджэння кубітаў у квантавых кампутарах. HE-3 валодае некалькімі ўласцівасцямі, якія робяць яго ідэальным для гэтага прыкладання, уключаючы яго нізкую тэмпературу кіпення, высокую цеплаправоднасць і здольнасць заставацца вадкасцю пры нізкіх тэмпературах. Шэраг навукова-даследчых груп, у тым ліку група навукоўцаў з Універсітэта Інтбрука ў Аўстрыі, прадэманстравалі выкарыстанне HE-3 у якасці хладагента ў квантавых кампутарах. У даследаванні, апублікаваным у часопісе Nature Communications, каманда паказала, што HE-3 можа быць выкарыстаны для астуджэння кубітаў звышправоднага квантавага працэсара да аптымальнай працоўнай тэмпературы, дэманструючы яго эфектыўнасць як хладагент квантавых вылічэнняў. сэкс.

Перавагі гелія-3 пры квантавых вылічэннях

Існуе некалькі пераваг выкарыстання HE-3 у якасці хладагента ў квантавым кампутары. Па -першае, гэта забяспечвае больш устойлівае асяроддзе для кубітаў, зніжаючы рызыку памылак і павышэнне надзейнасці квантавых кампутараў. Гэта асабліва важна ў галіне квантавых вылічэнняў, дзе нават невялікія памылкі могуць аказаць вялікі ўплыў на вынік.

Па-другое, HE-3 мае меншую тэмпературу кіпення, чым іншыя хладагенты, а значыць, кубіты можна астудзіць да больш халоднай тэмпературы і працаваць больш эфектыўна. Гэтая павышаная эфектыўнасць можа прывесці да больш хуткіх і дакладных разлікаў, што робіць HE-3 важным кампанентам у распрацоўцы квантавых кампутараў.

Нарэшце, HE-3-гэта нетоксичный, негромны хладагент, які больш бяспечны і экалагічна чысты, чым іншыя хладагенты, такія як вадкі гелій. У свеце, дзе экалагічныя праблемы становяцца ўсё больш важнымі, выкарыстанне HE-3 у квантавых вылічэннях прапануе больш зялёную альтэрнатыву, якая дапамагае знізіць вугляродны след тэхналогіі.

Праблемы і будучыня гелія-3 у квантавых вылічэннях

Нягледзячы на ​​відавочныя перавагі HE-3 пры квантавых вылічэннях, вытворчасць і пастаўкі HE-3 застаюцца галоўнай праблемай: шмат тэхнічных, матэрыяльна-тэхнічных і фінансавых перашкод для пераадолення. Вытворчасць HE-3-гэта складаны і дарагі працэс, і ёсць абмежаваны запас ізатопа. Акрамя таго, транспарціроўка HE-3 са свайго вытворчага сайта на свой сайт канчатковага выкарыстання з'яўляецца складанай задачай, што яшчэ больш ускладняе яе ланцужок паставак.

Нягледзячы на ​​гэтыя праблемы, патэнцыйныя перавагі HE-3 у квантавых вылічэннях робяць гэта карысным інвестыцыям, а даследчыкі і кампаніі працягваюць вывучаць спосабы стварэння сваёй вытворчасці і выкарыстоўваць рэальнасць. Пастаяннае развіццё HE-3 і яго выкарыстанне ў квантавых вылічэннях абяцаюць будучыню гэтага хутка развіваецца сферы.