Гелій-3 (He-3) валодае унікальнымі ўласцівасцямі, якія робяць яго каштоўным у некалькіх галінах, уключаючы ядзерную энергетыку і квантавыя вылічэнні. Нягледзячы на ​​​​тое, што He-3 сустракаецца вельмі рэдка і вытворчасць з'яўляецца складанай задачай, ён мае вялікія перспектывы для будучыні квантавых вылічэнняў. У гэтым артыкуле мы паглыбімся ў вытворчасць He-3 у ланцужку паставак і яго выкарыстанне ў якасці холадагенту ў квантавых кампутарах.

Вытворчасць гелія 3

Паводле ацэнак, гелій 3 існуе на Зямлі ў вельмі невялікіх колькасцях. Мяркуецца, што большая частка He-3 на нашай планеце выпрацоўваецца сонцам і іншымі зоркамі, а таксама лічыцца, што ён у невялікіх колькасцях прысутнічае ў месяцовым грунце. Хоць агульная сусветная пастаўка He-3 невядомая, паводле ацэнак, яна складае некалькі сотняў кілаграмаў у год.

Вытворчасць He-3 - гэта складаны і складаны працэс, які прадугледжвае аддзяленне He-3 ад іншых ізатопаў гелію. Асноўны метад вытворчасці - апрамяненне радовішчаў прыроднага газу з атрыманнем He-3 у якасці пабочнага прадукту. Гэты метад тэхнічна складаны, патрабуе спецыяльнага абсталявання і з'яўляецца дарагім працэсам. Кошт вытворчасці He-3 абмежаваў яго шырокае выкарыстанне, і ён застаецца рэдкім і каштоўным таварам.

Прымяненне гелія-3 у квантавых вылічэннях

Квантавыя вылічэнні - гэта новая сфера з велізарным патэнцыялам для рэвалюцыі ў галінах, пачынаючы ад фінансаў і аховы здароўя і заканчваючы крыптаграфіяй і штучным інтэлектам. Адной з асноўных праблем пры распрацоўцы квантавых кампутараў з'яўляецца патрэба ў хладагенце для астуджэння квантавых бітаў (кубітаў) да іх аптымальнай працоўнай тэмпературы.

He-3 зарэкамендаваў сябе як выдатны выбар для астуджэння кубітаў у квантавых кампутарах. He-3 валодае некалькімі ўласцівасцямі, якія робяць яго ідэальным для гэтага прымянення, уключаючы нізкую тэмпературу кіпення, высокую цеплаправоднасць і здольнасць заставацца вадкім пры нізкіх тэмпературах. Некалькі даследчых груп, у тым ліку група навукоўцаў з Універсітэта Інсбрука ў Аўстрыі, прадэманстравалі выкарыстанне He-3 у якасці холадагенту ў квантавых кампутарах. У даследаванні, апублікаваным у часопісе Nature Communications, каманда паказала, што He-3 можна выкарыстоўваць для астуджэння кубітаў звышправоднага квантавага працэсара да аптымальнай працоўнай тэмпературы, дэманструючы яго эфектыўнасць у якасці хладагента для квантавых вылічэнняў. сэкс.

Перавагі гелія-3 у квантавых вылічэннях

Выкарыстанне He-3 у якасці хладагента ў квантавым кампутары мае некалькі пераваг. Па-першае, гэта забяспечвае больш стабільнае асяроддзе для кубітаў, зніжаючы рызыку памылак і павышаючы надзейнасць квантавых кампутараў. Гэта асабліва важна ў галіне квантавых вылічэнняў, дзе нават невялікія памылкі могуць моцна паўплываць на вынік.

Па-другое, He-3 мае больш нізкую тэмпературу кіпення, чым іншыя холадагенты, што азначае, што кубіты можна астуджаць да больш нізкіх тэмператур і працаваць больш эфектыўна. Гэта павышэнне эфектыўнасці можа прывесці да больш хуткіх і дакладных разлікаў, што робіць He-3 важным кампанентам у распрацоўцы квантавых кампутараў.

Нарэшце, He-3 - гэта нетоксичный, негаручы хладагент, больш бяспечны і экалагічны, чым іншыя хладагенты, такія як вадкі гелій. У свеце, дзе праблемы навакольнага асяроддзя становяцца ўсё больш важнымі, выкарыстанне He-3 у квантавых вылічэннях прапануе больш экалагічную альтэрнатыву, якая дапамагае паменшыць вугляродны след гэтай тэхналогіі.

Праблемы і будучыня гелія-3 у квантавых вылічэннях

Нягледзячы на ​​відавочныя перавагі He-3 у галіне квантавых вылічэнняў, вытворчасць і пастаўка He-3 застаюцца сур'ёзнай праблемай, з якой неабходна пераадолець шмат тэхнічных, матэрыяльна-тэхнічных і фінансавых перашкод. Вытворчасць He-3 з'яўляецца складаным і дарагім працэсам, і існуе абмежаваная колькасць даступнага ізатопа. Акрамя таго, транспартаванне He-3 ад месца вытворчасці да месца канчатковага выкарыстання з'яўляецца складанай задачай, што яшчэ больш ускладняе ланцужок паставак.

Нягледзячы на ​​​​гэтыя праблемы, патэнцыйныя перавагі He-3 у квантавых вылічэннях робяць яго вартай інвестыцыяй, і даследчыкі і кампаніі працягваюць шукаць спосабы зрабіць яго вытворчасць і выкарыстанне рэальнасцю. Пастаяннае развіццё He-3 і яго выкарыстанне ў квантавых вылічэннях абяцаюць будучыню гэтай хутка развіваецца вобласці.