Гелий-3 (He-3) уникалдуу касиетке ээ, бул аны ядролук энергетика жана кванттык эсептөө сыяктуу бир нече тармактарда баалуу кылат. He-3 өтө сейрек кездешүүчү жана өндүрүшү кыйын болгону менен, ал кванттык эсептөөнүн келечеги үчүн чоң келечек берет. Бул макалада биз He-3 жеткирүү чынжырынын өндүрүшүн жана аны кванттык компьютерлерде муздаткыч катары колдонууну тереңирээк карайбыз.

Гелий 3 өндүрүшү

Гелий 3 Жерде өтө аз өлчөмдө кездешет деп болжолдонууда. Планетабыздагы He-3түн көпчүлүгү Күн жана башка жылдыздар тарабынан өндүрүлөт деп болжолдонууда, ошондой эле ал Айдын топурагында аз өлчөмдө кездешет деп эсептелет. Гелийдин дүйнөлүк жалпы көлөмү белгисиз болсо да, анын жылына бир нече жүз килограммга барабар деп болжолдонууда.

He-3 өндүрүү - He-3тү башка гелий изотопторунан бөлүүнү камтыган татаал жана татаал процесс. Негизги өндүрүш ыкмасы - жаратылыш газынын кендерин нурландыруу, кошумча продукт катары He-3 өндүрүү. Бул ыкма техникалык жактан татаал, атайын жабдууларды талап кылат жана кымбат процесс. He-3 өндүрүүнүн баасы анын кеңири колдонулушун чектеп койду жана ал сейрек кездешүүчү жана баалуу товар бойдон калууда.

Гелий-3түн кванттык эсептөөлөрдө колдонулушу

Кванттык эсептөөлөр каржы жана саламаттыкты сактоодон баштап криптография жана жасалма интеллектке чейинки тармактарда революция жасоого эбегейсиз зор мүмкүнчүлүктөргө ээ жаңыдан пайда болуп келе жаткан тармак болуп саналат. Кванттык компьютерлерди иштеп чыгуудагы негизги кыйынчылыктардын бири - кванттык биттерди (кубиттерди) оптималдуу иштөө температурасына чейин муздатуу үчүн муздаткычтын зарылдыгы.

He-3 кванттык компьютерлерде кубиттерди муздатуу үчүн эң сонун тандоо болуп чыкты. He-3 бул колдонмо үчүн идеалдуу кылган бир нече касиеттерге ээ, анын ичинде анын кайноо температурасы төмөн, жылуулук өткөрүмдүүлүгү жогору жана төмөнкү температурада суюк бойдон калуу жөндөмү. Австриядагы Инсбрук университетинин окумуштуулар тобун кошкондо, бир нече изилдөө топтору He-3тү кванттык компьютерлерде муздаткыч катары колдонууну көрсөтүштү. Nature Communications журналында жарыяланган изилдөөдө топ He-3тү өтө өткөргүч кванттык процессордун кубиттерин оптималдуу иштөө температурасына чейин муздатуу үчүн колдонсо болорун көрсөттү, бул анын кванттык эсептөө муздаткычы катары натыйжалуулугун көрсөттү. секс.

Кванттык эсептөөлөрдө гелий-3түн артыкчылыктары

Кванттык компьютерде He-3 муздаткыч катары колдонуунун бир нече артыкчылыктары бар. Биринчиден, ал кубиттер үчүн туруктуураак чөйрөнү камсыз кылат, каталардын коркунучун азайтат жана кванттык компьютерлердин ишенимдүүлүгүн жогорулатат. Бул өзгөчө кванттык эсептөө тармагында маанилүү, мында кичинекей каталар да натыйжага чоң таасирин тийгизиши мүмкүн.

Экинчиден, He-3түн кайноо температурасы башка муздаткычтарга караганда төмөн, бул кубиттерди төмөн температурага чейин муздатууга жана натыйжалуураак иштөөгө болот дегенди билдирет. Мындай жогорулаган натыйжалуулук тезирээк жана так эсептөөлөргө алып келиши мүмкүн, бул He-3тү кванттык компьютерлерди иштеп чыгууда маанилүү компонентке айлантат.

Акырында, He-3 - бул уулуу эмес, күйбөй турган муздаткыч, ал суюк гелий сыяктуу башка муздаткычтарга караганда коопсуз жана экологиялык жактан таза. Экологиялык көйгөйлөр барган сайын маанилүү болуп бараткан дүйнөдө, кванттык эсептөөдө He-3 колдонуу технологиянын көмүртек изин азайтууга жардам берген экологиялык жактан таза альтернативаны сунуштайт.

Кванттык эсептөөлөрдөгү гелий-3түн кыйынчылыктары жана келечеги

Кванттык эсептөөлөрдө He-3түн айкын артыкчылыктарына карабастан, He-3тү өндүрүү жана жеткирүү чоң кыйынчылык бойдон калууда, аны жеңүү керек болгон көптөгөн техникалык, логистикалык жана каржылык тоскоолдуктар бар. He-3тү өндүрүү татаал жана кымбат процесс болуп саналат жана изотоптун запасы чектелүү. Мындан тышкары, He-3тү өндүрүштүк жайдан акыркы колдонуу жайына чейин ташуу татаал милдет болуп саналат, бул анын жеткирүү чынжырын ого бетер татаалдаштырат.

Ушул кыйынчылыктарга карабастан, He-3түн кванттык эсептөөдөгү потенциалдуу артыкчылыктары аны пайдалуу инвестицияга айлантат жана изилдөөчүлөр жана компаниялар аны өндүрүүнү жана колдонууну ишке ашыруу жолдорун издөөнү улантууда. He-3түн тынымсыз өнүгүшү жана аны кванттык эсептөөдө колдонуу бул тездик менен өнүгүп келе жаткан тармактын келечеги үчүн келечектүү үмүт берет.