Geliy-3 (He-3) noyob xususiyatlarga ega bo'lib, uni bir qancha sohalarda, jumladan, yadroviy energiya va kvant hisoblashlarida qimmatli qiladi. Garchi He-3 juda kam uchraydi va ishlab chiqarish qiyin bo'lsa-da, u kvant hisoblashning kelajagi uchun katta va'da beradi. Ushbu maqolada biz He-3 ta'minot zanjiri ishlab chiqarilishi va uni kvant kompyuterlarida sovutgich sifatida ishlatishni ko'rib chiqamiz.

Geliy ishlab chiqarish 3

Geliy 3 ning Yerda juda oz miqdorda mavjudligi taxmin qilinmoqda. Sayyoramizdagi He-3 ning ko'pchiligi quyosh va boshqa yulduzlar tomonidan ishlab chiqarilgan deb taxmin qilinadi va u Oy tuprog'ida ham oz miqdorda mavjud deb ishoniladi. He-3 ning umumiy global ta'minoti noma'lum bo'lsa-da, u yiliga bir necha yuz kilogramm oralig'ida bo'lishi taxmin qilinmoqda.

He-3 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, yon mahsulot sifatida He-3 ishlab chiqarish. Bu usul texnik jihatdan talabchan, maxsus jihozlarni talab qiladi va qimmat jarayondir. He-3 ishlab chiqarish xarajatlari uning keng qo'llanilishini cheklab qo'ydi va u noyob va qimmatbaho 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 muammolardan biri kvant bitlarini (qubits) optimal ish haroratiga qadar sovutish uchun sovutgichga bo'lgan ehtiyojdir.

He-3 kvant kompyuterlarida kubitlarni sovutish uchun ajoyib tanlov ekanligini isbotladi. He-3 bir nechta xususiyatlarga ega, bu uni ushbu dastur uchun ideal qiladi, jumladan, past qaynash nuqtasi, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va past haroratlarda suyuqlikda qolish qobiliyati. Bir nechta tadqiqot guruhlari, jumladan Avstriyaning Innsbruk universiteti olimlari He-3 dan kvant kompyuterlarida sovutgich sifatida foydalanishni namoyish etdilar. Nature Communications jurnalida chop etilgan tadqiqotda jamoa He-3 dan o‘ta o‘tkazuvchan kvant protsessorining kubitlarini optimal ish haroratiga sovutish uchun foydalanish mumkinligini ko‘rsatdi va bu uning kvant hisoblash sovutgichi sifatida samaradorligini ko‘rsatdi. jinsiy aloqa.

Kvant hisoblashda geliy-3 ning afzalliklari

He-3 dan kvant kompyuterida sovutgich sifatida foydalanishning bir qancha afzalliklari bor. Birinchidan, u kubitlar uchun yanada barqaror muhitni ta'minlaydi, xatolar xavfini kamaytiradi va kvant kompyuterlarining ishonchliligini oshiradi. Bu, ayniqsa, kichik xatolar natijaga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan kvant hisoblash sohasida juda muhimdir.

Ikkinchidan, He-3 boshqa sovutgichlarga qaraganda past qaynash nuqtasiga ega, ya'ni qubitlar salqinroq haroratgacha sovutilishi va samaraliroq ishlashi mumkin. Ushbu samaradorlikni oshirish tezroq va aniqroq hisob-kitoblarga olib kelishi mumkin, bu esa He-3 ni kvant kompyuterlarini ishlab chiqishda muhim komponentga aylantiradi.

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

Kvant hisoblashda geliy-3 ning qiyinchiliklari va kelajagi

He-3 ning kvant hisoblashdagi aniq afzalliklariga qaramay, He-3 ni ishlab chiqarish va yetkazib berish katta muammo bo'lib qolmoqda, bunda ko'plab texnik, logistika va moliyaviy to'siqlarni yengish kerak. He-3 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 hisoblashdagi potentsial afzalliklari uni foydali sarmoyaga aylantiradi va tadqiqotchilar va kompaniyalar uni ishlab chiqarish va haqiqatga aylantirish yo'llarini o'rganishda davom etmoqdalar. He-3 ning uzluksiz rivojlanishi va kvant hisoblashlarida foydalanish ushbu tez rivojlanayotgan sohaning kelajagi uchun va'da beradi.