Гелій-3 (He-3) валодае ўнікальнымі ўласцівасцямі, якія робяць яго каштоўным у некалькіх галінах, у тым ліку ў ядзернай энергетыцы і квантавых вылічэннях. Нягледзячы на ​​тое, што He-3 вельмі рэдкі, а яго вытворчасць складаная, ён мае вялікі патэнцыял для будучыні квантавых вылічэнняў. У гэтым артыкуле мы паглыбімся ў ланцужок паставак і вытворчасці He-3 і яго выкарыстанне ў якасці холадагенту ў квантавых кампутарах.

Вытворчасць гелія 3

Паводле ацэнак, гелій-3 існуе на Зямлі ў вельмі малых колькасцях. Лічыцца, што большая частка He-3 на нашай планеце выпрацоўваецца Сонцам і іншымі зоркамі, а таксама лічыцца, што ён у невялікіх колькасцях прысутнічае ў месяцовым глебе. Хоць агульныя сусветныя запасы He-3 невядомыя, яны ацэньваюцца ў дыяпазоне некалькіх сотняў кілаграмаў у год.

Атрыманне He-3 — гэта складаны і цяжкі працэс, які ўключае аддзяленне He-3 ад іншых ізатопаў гелію. Асноўным метадам вытворчасці з'яўляецца апраменьванне радовішчаў прыроднага газу, пры якім у якасці пабочнага прадукту атрымліваецца He-3. Гэты метад тэхнічна складаны, патрабуе спецыяльнага абсталявання і з'яўляецца дарагім працэсам. Кошт вытворчасці He-3 абмяжоўвае яго шырокае выкарыстанне, і ён застаецца рэдкім і каштоўным таварам.

Прымяненне гелію-3 у квантавых вылічэннях

Квантавыя вылічэнні — гэта новая галіна з велізарным патэнцыялам для рэвалюцыі ў розных галінах прамысловасці, ад фінансаў і аховы здароўя да крыптаграфіі і штучнага інтэлекту. Адной з галоўных праблем у распрацоўцы квантавых кампутараў з'яўляецца неабходнасць холадагенту для астуджэння квантавых бітаў (кубітаў) да іх аптымальнай працоўнай тэмпературы.

He-3 аказаўся выдатным выбарам для астуджэння кубітаў у квантавых кампутарах. He-3 мае некалькі ўласцівасцей, якія робяць яго ідэальным для гэтага прымянення, у тым ліку 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 можа быць выкарыстаны для астуджэння кубітаў звышправоднага квантавага працэсара да аптымальнай працоўнай тэмпературы, дэманструючы яго эфектыўнасць у якасці холадагенту для квантавых вылічэнняў. сэкс.

Перавагі гелію-3 у квантавых вылічэннях

Выкарыстанне He-3 у якасці холадагенту ў квантавым кампутары мае некалькі пераваг. Па-першае, ён 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 аказаць істотны ўплыў 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 нетаксічны, неўзгаральны холадагент, які больш бяспечны і экалагічна чысты, чым іншыя холадагенты, такія як вадкі гелій. У свеце, дзе праблемы аховы навакольнага асяроддзя становяцца ўсё больш важнымі, выкарыстанне He-3 у квантавых вылічэннях прапануе больш экалагічную альтэрнатыву, якая дапамагае паменшыць вугляродны след тэхналогіі.

Праблемы і будучыня гелія-3 у квантавых вылічэннях

Нягледзячы на ​​відавочныя перавагі He-3 у квантавых вылічэннях, вытворчасць і пастаўкі He-3 застаюцца сур'ёзнай праблемай, з мноствам тэхнічных, лагістычных і фінансавых перашкод, якія неабходна пераадолець. Вытворчасць He-3 - гэта складаны і дарагі працэс, і запасы гэтага ізатопа абмежаваныя. Акрамя таго, транспарціроўка He-3 з 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 выгаднай інвестыцыяй, і даследчыкі і кампаніі працягваюць шукаць спосабы яго вытворчасці і выкарыстання. Працяглае развіццё He-3 і яго выкарыстанне ў квантавых вылічэннях з'яўляецца перспектыўным для будучыні гэтай хутка развіваючайся галіны.