Гелий-3 (He-3) бир нече тармактарда, анын ичинде ядролук энергетикада жана кванттык эсептөөдө баалуу болгон уникалдуу касиеттерге ээ. He-3 өтө сейрек кездешсе да жана өндүрүш татаал болсо да, ал кванттык эсептөөлөрдүн келечеги үчүн чоң үмүт берет. Бул макалада биз He-3 өндүрүү чынжырын жана анын кванттык компьютерлерде муздаткыч катары колдонулушун карап чыгабыз.

Гелий өндүрүү 3

Гелий 3 Жерде өтө аз өлчөмдө бар деп болжолдонууда. Биздин планетадагы He-3тин көбү күн жана башка жылдыздар тарабынан өндүрүлөт деп болжолдонууда жана ал Айдын топурагында да аз өлчөмдө бар деп эсептелет. He-3 жалпы дүйнөлүк камсыз кылуу белгисиз болсо да, ал жылына бир нече жүз килограмм диапазондо болот деп болжолдонууда.

He-3 өндүрүшү башка гелий изотопторунан He-3 бөлүүнү камтыган татаал жана татаал процесс. Негизги өндүрүш ыкмасы - жаратылыш газынын кендерин нурлантуу, кошумча продукт катары He-3 өндүрүү. Бул ыкма техникалык жактан көп талап кылат, атайын жабдууларды талап кылат жана кымбат процесс. He-3 чыгарууга кеткен чыгым аны кеңири колдонууну чектеди, ал сейрек кездешүүчү жана баалуу товар бойдон калууда.

Гелий-3түн кванттык эсептөөдө колдонулушу

Кванттык эсептөөлөр - бул каржы жана саламаттыкты сактоодон криптографияга жана жасалма интеллектке чейинки тармактарды өзгөртүү үчүн эбегейсиз потенциалы бар жаңыдан келе жаткан тармак. Кванттык компьютерлерди иштеп чыгуудагы негизги көйгөйлөрдүн бири кванттык биттерди (кубиттерди) оптималдуу иштөө температурасына чейин муздатуу үчүн муздаткычка муктаждык болуп саналат.

He-3 кванттык компьютерлерде кубиттерди муздатуу үчүн эң сонун тандоо экендигин далилдеди. He-3 бул колдонмо үчүн идеалдуу кылган бир нече өзгөчөлүктөргө ээ, анын ичинде кайноо температурасы, жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк жана төмөнкү температурада суюктук бойдон калуу жөндөмдүүлүгү. Бир нече изилдөө топтору, анын ичинде Австриянын Инсбрук университетинин окумуштууларынын тобу, Хе-3түн кванттык компьютерлерде муздаткыч катары колдонулушун көрсөтүштү. Nature Communications журналында жарыяланган изилдөөдө команда He-3 суперөткөргүч кванттык процессордун кубиттерин оптималдуу иштөө температурасына чейин муздатуу үчүн колдонулушу мүмкүн экенин көрсөтүп, анын кванттык эсептөөчү муздаткыч катары натыйжалуулугун көрсөттү. секс.

Кванттык эсептөөдө гелий-3түн артыкчылыктары

Кванттык компьютерде муздаткыч катары He-3 колдонуунун бир нече артыкчылыктары бар. Биринчиден, ал каталардын коркунучун азайтып, кванттык компьютерлердин ишенимдүүлүгүн жогорулатып, кубиттер үчүн туруктуураак чөйрөнү камсыз кылат. Бул өзгөчө кванттык эсептөө чөйрөсүндө маанилүү, анда кичинекей каталар да жыйынтыкка чоң таасирин тийгизиши мүмкүн.

Экинчиден, He-3 башка муздаткычтарга караганда кайноо температурасы төмөн, демек, кубиттерди муздак температурага чейин муздатса болот жана натыйжалуураак иштейт. Бул жогорулатылган натыйжалуулук тезирээк жана так эсептөөлөргө алып келиши мүмкүн, бул He-3ти кванттык компьютерлерди өнүктүрүүдө маанилүү компонентке айланды.

Акыр-аягы, He-3 суюк гелий сыяктуу башка муздаткычтарга караганда коопсуз жана экологиялык жактан таза, уулуу эмес, күйүүчү эмес муздаткыч. Айлана-чөйрөнү коргоо маселелери көбүрөөк мааниге ээ болуп жаткан дүйнөдө, кванттык эсептөөдө He-3 колдонуу технологиянын көмүртек изин азайтууга жардам берген жашыл альтернатива сунуштайт.

Кванттык эсептөөдөгү гелий-3түн көйгөйлөрү жана келечеги

He-3тин кванттык эсептөөдөгү айкын артыкчылыктарына карабастан, He-3ти өндүрүү жана жеткирүү көптөгөн техникалык, логистикалык жана каржылык тоскоолдуктарды жоюу үчүн негизги көйгөй бойдон калууда. He-3 өндүрүү татаал жана кымбат жараян болуп саналат, ал эми жеткиликтүү изотоптун чектелген камсыз кылуу бар. Кошумчалай кетсек, He-3ти өндүрүш аянтынан акыркы колдонуучу жайга ташуу татаал маселе болуп саналат, бул анын жеткирүү чынжырын дагы татаалдаштырат.

Бул кыйынчылыктарга карабастан, He-3'тун кванттык эсептөөлөрдөгү потенциалдуу артыкчылыктары аны пайдалуу инвестицияга айлантат жана изилдөөчүлөр жана компаниялар аны өндүрүүнүн жана аны ишке ашыруунун жолдорун изилдөөнү улантууда. He-3тин тынымсыз өнүгүшү жана анын кванттык эсептөөдө колдонулушу бул тездик менен өсүп жаткан талаанын келечеги үчүн убада берет.