Гели-3 (He-3) нь цөмийн энерги, квант тооцоолол зэрэг хэд хэдэн салбарт үнэ цэнэтэй болгодог өвөрмөц шинж чанартай. Хэ-3 нь маш ховор бөгөөд үйлдвэрлэл нь хэцүү ч квант тооцооллын ирээдүйд маш их амлалт өгч байна. Энэ нийтлэлд бид He-3-ийн нийлүүлэлтийн гинжин хэлхээний үйлдвэрлэл, түүнийг квант компьютерт хөргөгч болгон ашиглах талаар судлах болно.

Гелийн үйлдвэрлэл 3

Гели 3 нь дэлхий дээр маш бага хэмжээгээр байдаг гэж үздэг. Манай гараг дээрх Хэ-3-ын ихэнхийг нар болон бусад оддын бүтээсэн гэж үздэг бөгөөд сарны хөрсөнд ч бага хэмжээгээр байдаг гэж үздэг. Хэ-3-ийн дэлхийн нийт нийлүүлэлт тодорхойгүй байгаа ч жилд хэдэн зуун кг хүрдэг гэсэн тооцоо бий.

He-3-ийг үйлдвэрлэх нь He-3-ийг бусад гелийн изотопуудаас салгахтай холбоотой нарийн төвөгтэй, төвөгтэй процесс юм. Үйлдвэрлэлийн үндсэн арга нь байгалийн хийн ордуудыг цацрагаар баяжуулж, дагалдах бүтээгдэхүүн болгон He-3 үйлдвэрлэх явдал юм. Энэ арга нь техникийн шаардлага, тусгай тоног төхөөрөмж шаарддаг, өндөр өртөгтэй процесс юм. He-3 үйлдвэрлэх өртөг нь түүний өргөн хэрэглээг хязгаарласан бөгөөд ховор, үнэ цэнэтэй бүтээгдэхүүн хэвээр байна.

Квантын тооцоололд гелий-3-ийн хэрэглээ

Квантын тооцоолол нь санхүү, эрүүл мэнд, криптограф, хиймэл оюун ухаан зэрэг салбаруудад хувьсгал хийх асар их нөөцтэй хөгжиж буй салбар юм. Квантын компьютерийг хөгжүүлэхэд тулгардаг гол бэрхшээлүүдийн нэг бол квант битүүдийг (кубит) оновчтой ажиллах температур хүртэл хөргөх хөргөлтийн хэрэгцээ юм.

He-3 нь квант компьютерт кубитуудыг хөргөх маш сайн сонголт болох нь батлагдсан. He-3 нь бага буцалгах цэг, өндөр дулаан дамжуулалт, бага температурт шингэн байх чадвар зэрэг нь энэ хэрэглээнд тохиромжтой хэд хэдэн шинж чанартай байдаг. Хэд хэдэн судалгааны бүлгүүд, тэр дундаа Австрийн Инсбрукийн их сургуулийн хэсэг эрдэмтэд Хэ-3-ыг квант компьютерт хөргөгч болгон ашиглаж байгааг харуулсан. Nature Communications сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаанд багийнхан He-3-ийг хэт дамжуулагч квант процессорын кубитуудыг оновчтой ажиллах температурт хөргөхөд ашиглаж болохыг харуулсан нь квант тооцоолох хөргөлтийн бодисын үр нөлөөг харуулсан. секс.

Квантын тооцоолол дахь гелий-3-ын давуу тал

He-3-ыг квант компьютерт хөргөгч болгон ашиглах нь хэд хэдэн давуу талтай. Нэгдүгээрт, энэ нь квантуудын хувьд илүү тогтвортой орчинг бүрдүүлж, алдааны эрсдлийг бууруулж, квант компьютеруудын найдвартай байдлыг сайжруулдаг. Энэ нь ялангуяа квант тооцооллын салбарт чухал ач холбогдолтой бөгөөд жижиг алдаа ч үр дүнд нь ихээхэн нөлөөлдөг.

Хоёрдугаарт, He-3 нь бусад хөргөгчтэй харьцуулахад бага буцалгах цэгтэй тул кубитийг илүү хүйтэн температурт хөргөж, илүү үр ашигтай ажиллах боломжтой гэсэн үг юм. Энэхүү үр ашгийг нэмэгдүүлэх нь илүү хурдан бөгөөд илүү нарийвчлалтай тооцоололд хүргэж, He-3-ийг квант компьютерын хөгжилд чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болгож чадна.

Эцэст нь хэлэхэд, He-3 нь шингэн гелий зэрэг бусад хөргөлтийн бодисуудаас илүү аюулгүй, байгаль орчинд ээлтэй, хоргүй, шатдаггүй хөргөгч юм. Байгаль орчны асуудал илүү чухал болж байгаа энэ ертөнцөд He-3-ийг квант тооцоололд ашиглах нь технологийн нүүрстөрөгчийн ул мөрийг багасгахад туслах илүү ногоон хувилбарыг санал болгож байна.

Квантын тооцоолол дахь Гели-3-ийн сорилт ба ирээдүй

Хэ-3-ийн квант тооцоололд илт давуу талтай хэдий ч He-3-ыг үйлдвэрлэх, нийлүүлэх нь техникийн, ложистик, санхүүгийн олон бэрхшээлийг даван туулах томоохон сорилт хэвээр байна. He-3 үйлдвэрлэх нь нарийн төвөгтэй бөгөөд үнэтэй процесс бөгөөд изотопын нөөц хязгаарлагдмал байдаг. Нэмж дурдахад, He-3-ыг үйлдвэрлэлийн талбайгаас эцсийн ашиглалтын талбай руу тээвэрлэх нь хэцүү ажил бөгөөд нийлүүлэлтийн сүлжээг улам хүндрүүлдэг.

Эдгээр сорилт бэрхшээлийг үл харгалзан He-3-ын квант тооцоолол дахь боломжит давуу талууд нь үүнийг үнэ цэнэтэй хөрөнгө оруулалт болгож байгаа бөгөөд судлаачид болон компаниуд үүнийг үйлдвэрлэх, бодит болгох арга замыг судалсаар байна. He-3-ийг үргэлжлүүлэн хөгжүүлж, квант тооцоололд ашиглах нь энэхүү хурдацтай хөгжиж буй салбарын ирээдүйг амлаж байна.