ჰელიუმ-3 (He-3) აქვს უნიკალური თვისებები, რაც მას ღირებულს ხდის რამდენიმე სფეროში, მათ შორის ბირთვულ ენერგიასა და კვანტურ გამოთვლებში. მიუხედავად იმისა, რომ He-3 ძალიან იშვიათია და წარმოება რთულია, ის დიდ გვპირდება კვანტური გამოთვლის მომავალს. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ He-3-ის მიწოდების ჯაჭვის წარმოებას და მის გამოყენებას კვანტურ კომპიუტერებში მაცივრად.

ჰელიუმ 3-ის წარმოება

შეფასებულია, რომ ჰელიუმ 3 დედამიწაზე ძალიან მცირე რაოდენობით არსებობს. ითვლება, რომ ჩვენს პლანეტაზე He-3-ის უმეტესი ნაწილი მზისა და სხვა ვარსკვლავების მიერ არის წარმოებული და ასევე ითვლება, რომ ის მცირე რაოდენობით არის მთვარის ნიადაგში. მიუხედავად იმისა, რომ He-3-ის მთლიანი გლობალური მიწოდება უცნობია, ის წელიწადში რამდენიმე ასეული კილოგრამის ფარგლებშია შეფასებული.

He-3-ის წარმოება რთული და რთული პროცესია, რომელიც მოიცავს He-3-ის გამოყოფას სხვა ჰელიუმის იზოტოპებისგან. წარმოების ძირითადი მეთოდი არის ბუნებრივი აირის საბადოების დასხივება, He-3-ის წარმოქმნა, როგორც ქვეპროდუქტი. ეს მეთოდი ტექნიკურად მოთხოვნადია, მოითხოვს სპეციალიზებულ აღჭურვილობას და ძვირადღირებული პროცესია. He-3-ის წარმოების ღირებულებამ შეზღუდა მისი ფართო გამოყენება და ის რჩება იშვიათ და ღირებულ საქონელად.

ჰელიუმ-3-ის გამოყენება კვანტურ გამოთვლებში

კვანტური გამოთვლები არის განვითარებადი სფერო, რომელსაც აქვს უზარმაზარი პოტენციალი, მოახდინოს რევოლუცია ინდუსტრიებში, დაწყებული ფინანსებიდან და ჯანდაცვადან კრიპტოგრაფიით და ხელოვნური ინტელექტით დამთავრებული. კვანტური კომპიუტერების შემუშავების ერთ-ერთი მთავარი გამოწვევა არის მაცივრის საჭიროება კვანტური ბიტების (კუბიტების) გასაგრილებლად მათ ოპტიმალურ სამუშაო ტემპერატურამდე.

He-3 აღმოჩნდა შესანიშნავი არჩევანი კვანტურ კომპიუტერებში კუბიტების გასაგრილებლად. He-3-ს აქვს რამდენიმე თვისება, რაც მას იდეალურს ხდის ამ აპლიკაციისთვის, მათ შორისაა მისი დაბალი დუღილის წერტილი, მაღალი თბოგამტარობა და დაბალ ტემპერატურაზე თხევადი დარჩენის უნარი. რამდენიმე კვლევითმა ჯგუფმა, მათ შორის ავსტრიის ინსბრუკის უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფმა, აჩვენა He-3, როგორც მაცივრის გამოყენება კვანტურ კომპიუტერებში. ჟურნალ Nature Communications-ში გამოქვეყნებულ კვლევაში, გუნდმა აჩვენა, რომ He-3 შეიძლება გამოყენებულ იქნას სუპერგამტარი კვანტური პროცესორის კუბიტების გასაგრილებლად ოპტიმალურ სამუშაო ტემპერატურამდე, რაც აჩვენებს მის ეფექტურობას, როგორც კვანტური გამოთვლითი გამაგრილებელი. სექსი.

ჰელიუმ-3-ის უპირატესობები კვანტურ გამოთვლებში

კვანტურ კომპიუტერში He-3, როგორც გამაგრილებელი აგენტის გამოყენებას რამდენიმე უპირატესობა აქვს. პირველ რიგში, ის უზრუნველყოფს უფრო სტაბილურ გარემოს კუბიტებისთვის, ამცირებს შეცდომების რისკს და აუმჯობესებს კვანტური კომპიუტერების საიმედოობას. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია კვანტური გამოთვლის სფეროში, სადაც მცირე შეცდომებსაც კი შეუძლია დიდი გავლენა მოახდინოს შედეგზე.

მეორეც, He-3-ს აქვს უფრო დაბალი დუღილის წერტილი, ვიდრე სხვა მაცივრები, რაც ნიშნავს, რომ კუბიტები შეიძლება გაცივდეს უფრო გრილ ტემპერატურამდე და უფრო ეფექტურად იმუშაონ. ამ გაზრდილმა ეფექტურობამ შეიძლება გამოიწვიოს უფრო სწრაფი და ზუსტი გამოთვლები, რაც He-3 გახდის მნიშვნელოვან კომპონენტად კვანტური კომპიუტერების განვითარებაში.

დაბოლოს, He-3 არის არატოქსიკური, აალებადი მაცივარი, რომელიც უფრო უსაფრთხო და ეკოლოგიურად სუფთაა, ვიდრე სხვა მაცივრები, როგორიცაა თხევადი ჰელიუმი. მსოფლიოში, სადაც გარემოსდაცვითი საზრუნავი უფრო მნიშვნელოვანი ხდება, He-3-ის გამოყენება კვანტურ გამოთვლებში გვთავაზობს უფრო მწვანე ალტერნატივას, რომელიც ხელს უწყობს ტექნოლოგიის ნახშირბადის ანაბეჭდის შემცირებას.

ჰელიუმ-3-ის გამოწვევები და მომავალი კვანტურ გამოთვლებში

კვანტურ გამოთვლებში He-3-ის აშკარა უპირატესობების მიუხედავად, He-3-ის წარმოება და მიწოდება რჩება მთავარ გამოწვევად, მრავალი ტექნიკური, ლოგისტიკური და ფინანსური დაბრკოლებით. He-3-ის წარმოება რთული და ძვირადღირებული პროცესია და ხელმისაწვდომია იზოტოპის შეზღუდული მიწოდება. გარდა ამისა, He-3-ის ტრანსპორტირება მისი წარმოების ადგილიდან საბოლოო გამოყენების ადგილზე რთული ამოცანაა, რაც კიდევ უფრო ართულებს მის მიწოდების ჯაჭვს.

მიუხედავად ამ გამოწვევებისა, He-3-ის პოტენციური უპირატესობები კვანტურ გამოთვლებში მას ღირებულ ინვესტიციად აქცევს და მკვლევარები და კომპანიები აგრძელებენ მისი წარმოებისა და გამოყენების გზების ძიებას. He-3-ის უწყვეტი განვითარება და მისი გამოყენება კვანტურ გამოთვლებში ჰპირდება ამ სწრაფად მზარდი სფეროს მომავალს.