Helium-3 (HE-3) має унікальні властивості, які роблять його цінним у кількох галузях, включаючи ядерну енергію та квантові обчислення. Хоча HE-3 дуже рідкісний, а виробництво є складним, він має велику обіцянку для майбутнього квантових обчислень. У цій статті ми заглибимось у виробництво ланцюгів поставок HE-3 та його використання як холодоагент у квантових комп'ютерах.

Виробництво гелію 3

Гелій 3, за оцінками, існує в дуже невеликих кількостях на Землі. Вважається, що більшість HE-3 на нашій планеті виробляються Сонцем та іншими зірками, і, як вважають, він також присутній у невеликих кількостях у місячному ґрунті. Хоча загальна глобальна пропозиція HE-3 невідома, він, за оцінками, знаходиться в межах декількох сотень кілограмів на рік.

Виробництво HE-3-це складний і складний процес, який передбачає відокремлення HE-3 від інших ізотопів гелію. Основний метод виробництва-це опромінюючі родовища природного газу, що виробляє HE-3 як побічний продукт. Цей метод технічно вимагає, вимагає спеціалізованого обладнання та є дорогим процесом. Вартість виробництва HE-3 обмежила широке використання, і це залишається рідкісним і цінним товару.

Застосування гелію-3 в квантових обчисленнях

Квантові обчислення - це нове поле з величезним потенціалом для революції в галузях, починаючи від фінансів та охорони здоров'я до криптографії та штучного інтелекту. Однією з головних проблем у розробці квантових комп'ютерів є потреба в холодоагенті для охолодження квантових бітів (кубітів) до їх оптимальної робочої температури.

HE-3 виявився відмінним вибором для охолодження Кубітів у квантових комп'ютерах. HE-3 має кілька властивостей, які роблять його ідеальним для цього застосування, включаючи його низьку температуру кипіння, високу теплопровідність та здатність залишатися рідиною при низьких температурах. Кілька дослідницьких груп, включаючи групу вчених з університету Інсбрука в Австрії, продемонстрували використання HE-3 як холодоагенту в квантових комп'ютерах. У дослідженні, опублікованому в журналі Nature Communications, команда показала, що HE-3 можна використовувати для охолодження кубітів надпровідного квантового процесора до оптимальної робочої температури, демонструючи його ефективність як квантового обчислювального холодоагенту. секс.

Переваги гелію-3 в квантових обчисленнях

Існує кілька переваг використання HE-3 як холодоагенту на квантовому комп’ютері. По -перше, він забезпечує більш стабільне середовище для кубітів, зменшуючи ризик помилок та підвищення надійності квантових комп'ютерів. Це особливо важливо в галузі квантових обчислень, де навіть невеликі помилки можуть мати великий вплив на результат.

По-друге, HE-3 має нижчу температуру кипіння, ніж інші холодоагенти, а це означає, що кубіти можуть охолонути до більш охолоджених температур і працювати більш ефективно. Ця підвищена ефективність може призвести до більш швидких та точних розрахунків, що робить HE-3 важливим компонентом у розробці квантових комп'ютерів.

Нарешті, HE-3-це нетоксичний, не розпусний холодоагент, який є безпечнішим та екологічнішим, ніж інші холодоагенти, такі як рідкий геліум. У світі, де екологічні проблеми стають важливішими, використання HE-3 в квантових обчисленнях пропонує більш зелену альтернативу, яка сприяє зменшенню вуглецевого сліду технології.

Виклики та майбутнє гелію-3 в квантових обчисленнях

Незважаючи на очевидні переваги HE-3 в квантових обчисленнях, виробництво та постачання HE-3 залишаються головним завданням, з багатьма технічними, логістичними та фінансовими перешкодами для подолання. Виробництво HE-3-це складний і дорогий процес, і існує обмежена пропозиція ізотопів. Крім того, транспортування HE-3 зі свого виробничого майданчика на його місце для кінцевого використання є складним завданням, що ще більше ускладнює його ланцюг поставок.

Незважаючи на ці виклики, потенційні переваги HE-3 з квантових обчислень роблять це вагомим інвестицією, і дослідники та компанії продовжують вивчати способи здійснення його виробництва та використання реальності. Постійний розвиток HE-3 та його використання в квантових обчисленнях обіцяє майбутнє цього швидко зростаючого поля.