Geliy-3 (He-3) noyob xususiyatlarga ega bo'lib, uni yadro energiyasi va kvant hisoblash kabi bir qancha sohalarda qimmatli qiladi. He-3 juda kam uchraydigan va ishlab chiqarish qiyin bo'lsa-da, u kvant hisoblashning kelajagi uchun katta istiqbolga ega. Ushbu maqolada biz He-3 ning ta'minot zanjiri ishlab chiqarilishini va uni kvant kompyuterlarida sovutgich sifatida ishlatilishini ko'rib chiqamiz.

Geliy 3 ishlab chiqarish

Geliy 3 Yerda juda oz miqdorda mavjud deb taxmin qilinadi. Sayyoramizdagi He-3 ning katta qismi Quyosh va boshqa yulduzlar tomonidan ishlab chiqariladi deb taxmin qilinadi va u Oy tuprog'ida ham oz miqdorda mavjud deb ishoniladi. He-3 ning global umumiy ta'minoti noma'lum bo'lsa-da, uning yiliga bir necha yuz kilogramm atrofida ekanligi taxmin qilinmoqda.

He-3 ni ishlab chiqarish murakkab va qiyin jarayon bo'lib, He-3 ni boshqa geliy izotoplaridan ajratishni o'z ichiga oladi. Asosiy ishlab chiqarish usuli tabiiy gaz konlarini nurlantirish orqali He-3 ni qo'shimcha mahsulot sifatida ishlab chiqarishdir. Bu usul texnik jihatdan talabchan, maxsus uskunalarni talab qiladi va qimmat jarayondir. He-3 ni ishlab chiqarish narxi uning keng qo'llanilishini cheklab qo'ydi va u noyob va qimmatli tovar bo'lib qolmoqda.

Geliy-3 ning kvant hisoblashda qo'llanilishi

Kvant hisoblashlari moliya va sog'liqni saqlashdan tortib kriptografiya va sun'iy intellektgacha bo'lgan sohalarni inqilob qilish uchun ulkan salohiyatga ega rivojlanayotgan sohadir. Kvant kompyuterlarini ishlab chiqishdagi asosiy qiyinchiliklardan biri kvant bitlarini (kubitlar) optimal ish haroratiga qadar sovutish uchun sovutgichga ehtiyojdir.

He-3 kvant kompyuterlarida kubitlarni sovutish uchun ajoyib tanlov ekanligi isbotlangan. He-3 uni ushbu qo'llanilish uchun ideal qiladigan bir qancha xususiyatlarga ega, jumladan, uning past qaynash harorati, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va past haroratlarda suyuq holda qolish qobiliyati. Avstriyadagi Innsbruk universiteti olimlari guruhini o'z ichiga olgan bir nechta tadqiqot guruhlari He-3 ni kvant kompyuterlarida sovutgich sifatida ishlatishni namoyish etdilar. Nature Communications jurnalida chop etilgan tadqiqotda jamoa He-3 dan o'ta o'tkazuvchan kvant protsessorining kubitlarini optimal ish haroratigacha sovutish uchun foydalanish mumkinligini ko'rsatdi va bu uning kvant hisoblash sovutgichi sifatida samaradorligini namoyish etdi. jinsi.

Kvant hisoblashda geliy-3 ning afzalliklari

Kvant kompyuterida He-3 ni sovutgich sifatida ishlatishning bir qancha afzalliklari mavjud. Birinchidan, u kubitlar uchun yanada barqaror muhitni ta'minlaydi, xatolar xavfini kamaytiradi va kvant kompyuterlarining ishonchliligini oshiradi. Bu, ayniqsa, kvant hisoblash sohasida muhim ahamiyatga ega, bu yerda hatto kichik xatolar ham natijaga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Ikkinchidan, He-3 boshqa sovutgichlarga qaraganda pastroq qaynash haroratiga ega, bu esa kubitlarni past haroratgacha sovutish va samaraliroq ishlash mumkinligini anglatadi. Bu ortib borayotgan samaradorlik tezroq va aniqroq hisob-kitoblarga olib kelishi mumkin, bu esa He-3 ni kvant kompyuterlarini ishlab chiqishda muhim tarkibiy qismga aylantiradi.

Nihoyat, He-3 zaharli bo'lmagan, yonmaydigan sovutgich bo'lib, suyuq geliy kabi boshqa sovutgichlarga qaraganda xavfsizroq va ekologik jihatdan toza. Atrof-muhit muammolari tobora muhim ahamiyat kasb etayotgan dunyoda, kvant hisoblashda He-3 dan foydalanish texnologiyaning uglerod izini kamaytirishga yordam beradigan ekologik jihatdan toza alternativani taklif etadi.

Kvant hisoblashda geliy-3 ning muammolari va kelajagi

Kvant hisoblashda He-3 ning aniq afzalliklariga qaramay, He-3 ni ishlab chiqarish va yetkazib berish katta muammo bo'lib qolmoqda, ko'plab texnik, logistika va moliyaviy to'siqlarni yengib o'tish kerak. He-3 ni ishlab chiqarish murakkab va qimmat jarayon bo'lib, izotopning cheklangan ta'minoti mavjud. Bundan tashqari, He-3 ni ishlab chiqarish joyidan oxirgi foydalanish joyiga tashish qiyin vazifa bo'lib, uning ta'minot zanjirini yanada murakkablashtiradi.

Ushbu qiyinchiliklarga qaramay, He-3 ning kvant hisoblash sohasidagi potentsial afzalliklari uni arziydigan investitsiyaga aylantiradi va tadqiqotchilar va kompaniyalar uni ishlab chiqarish va undan foydalanishni amalga oshirish yo'llarini o'rganishda davom etmoqdalar. He-3 ning doimiy rivojlanishi va uning kvant hisoblashda qo'llanilishi ushbu tez rivojlanayotgan sohaning kelajagi uchun istiqbolli hisoblanadi.