Гелий-3 (HE-3) бірегей қасиеттерге ие, олар оны бірнеше кен орындарында, соның ішінде атом энергиясы мен кванттық есептеулерде бағалайды. Ол-3 өте сирек кездеседі және өндіріс қиын, ол күрделі, бұл кванттық есептеулердің болашағы үшін үлкен уәде береді. Бұл мақалада біз ол-3 жеткізілім тізбегі өндірісіне және оны кванттық компьютерлерде салқындатқыш ретінде пайдаланамыз.

Гелий өндірісі 3

3 гелий жер бетіндегі өте аз мөлшерде болады деп бағаланады. Біздің планетамыздағы ол-3-тің көп бөлігін күн және басқа жұлдыздар шығарады, сонымен қатар бұл айдың ішінде шағын мөлшерде болады деп санайды. Ол өзінің жалпы ғаламдық жеткізілімі белгісіз болғанымен, ол жылына бірнеше жүз килограмнан тұрады деп бағаланады.

Ол-3-тің өндірісі - ол-3-ті басқа гелий изотоптарынан бөлуді қамтитын күрделі және күрделі процесс. Негізгі өндіріс әдісі - ол жанама өнім ретінде ол-3 шығаратын табиғи газ кен орындарын сәулелендіреді. Бұл әдіс техникалық жағынан талап етеді, арнайы жабдықты қажет етеді және қымбат процесс. Ол-3 өндірісінің құны оның кең таралған қолданылуын шектеді және ол сирек және құнды тауар болып қала береді.

Гелий-3 қосымшалары кванттық есептеулерде

Кванттық есептеу - бұл қаржы және денсаулық сақтау саласынан бастап криптографиялық және жасанды интеллектке дейінгі өндірістерді төңкеріс үшін үлкен әлеуеті бар дамып келе жатқан сала. Кванттық компьютерлерді дамытудағы негізгі міндеттердің бірі - бұл кванттық биттерді (Qubits) салқындатқыштың оңтайлы жұмыс температурасына дейін салқындату қажеттілігі болып табылады.

Ол-3 кванттық компьютерлерде кванттауды салқындату үшін керемет таңдау екендігі дәлелденді. Оның 3-ін осы қосымшаға, оның ішінде аз қайнауды, жоғары жылу өткізгіштігі және төмен температурада сұйықтық болып қалатын бірнеше қасиеттерге ие. Бірнеше ғылыми топтар, соның ішінде Австриядағы Инсбрук университетінің ғалымдар тобы, оның ішінде ол-3-ті кванттық компьютерлерде тоңазытқыш ретінде қолданған. Табиғат коммуникацияларында жарияланған зерттеуде команда өзінің-3-ін суперконтинг кванттық процессорының кванттық есептеуіштерімен бірге оңтайлы жұмыс температурасына дейін салқындату үшін қолдануға болатындығын көрсетті. жынысы.

Гелийдің артықшылықтары - кванттық есептеулерде

Ол-3-ті кванттық компьютерде салқындатқыш ретінде пайдаланудың бірнеше артықшылықтары бар. Біріншіден, бұл кванттық компьютерлердің қателіктерінің қаупін азайтып, қателіктер қаупін азайтып, тұрақты жағдай жасайды. Бұл әсіресе кванттық есептеу саласында өте маңызды, онда тіпті кішкентай қателер де нәтижеге әсер етуі мүмкін.

Екіншіден, ол-3-те басқа тоңазытқыштарға қарағанда төменгі қайнау температурасы бар, яғни ыдыстарды салқындатуға болады және тиімсіз жұмыс істеуі мүмкін. Бұл тиімділіктің жоғарылауы ол кванттық компьютерлердің дамуында маңызды компонентке тезірек және дәл есептеуге әкелуі мүмкін.

Соңында, ол-3 - бұл сұйық гелий сияқты басқа тоңазытқыштарға қарағанда, уытты емес, жанғыш емес салқындатқыш, бұл сұйық гелий сияқты басқа да тоңазытқыштар. Экологиялық мәселелер маңызды болып табылатын әлемде Кванттық есептеу кезінде ол-3 қолдану технологияның көміртегі ізін азайтуға көмектеседі.

Кванттық есептеулердегі гелий-3-тің қиындықтары мен болашағы

Кванттық есептеулерде ол-3-тің айқын артықшылықтарына қарамастан, ол-3-ті өндіру және жеткізу күрделі мәселе болып қала береді, көптеген техникалық, материалдық-техникалық және қаржылық кедергілерден арылуға болады. Ол-3 өндірісі - күрделі және қымбат процесс, және изотоптың шектеулі жабдықталуы бар. Бұған қоса, ол-3-ті өзінің өндірістік алаңынан бастап оны пайдалану сайтына жеткізу қиын міндет болып табылады, әрі қарай өзінің жеткізілім тізбегін қиындатады.

Осы сынақтарға қарамастан, оның 3-ші кванттық есептеудің ықтимал артықшылықтары оны құнды емес инвестициялар жасайды, ал зерттеушілер мен компаниялар өз өндірісіне және шындықты қолдану жолдарын зерттеуді жалғастыруда. Ол-3-тің үздіксіз дамуы және оны кванттық есептеулерде пайдалану осы қарқынды дамып келе жатқан саланың болашағына уәде береді.