L'heli-3 (He-3) té propietats úniques que el fan valuós en diversos camps, com ara l'energia nuclear i la computació quàntica. Tot i que l'He-3 és molt rar i la seva producció és difícil, té un gran potencial per al futur de la computació quàntica. En aquest article, aprofundirem en la cadena de subministrament de la producció d'He-3 i el seu ús com a refrigerant en ordinadors quàntics.

Producció d'heli 3

Es calcula que l'heli 3 existeix en quantitats molt petites a la Terra. Es creu que la major part de l'He-3 del nostre planeta és produït pel sol i altres estrelles, i també es creu que és present en petites quantitats al sòl lunar. Tot i que es desconeix el subministrament global total d'He-3, s'estima que es troba en uns quants centenars de quilograms per any.

La producció d'He-3 és un procés complex i difícil que implica separar l'He-3 d'altres isòtops d'heli. El principal mètode de producció és irradiant dipòsits de gas natural, produint He-3 com a subproducte. Aquest mètode és tècnicament exigent, requereix equips especialitzats i és un procés car. El cost de producció d'He-3 n'ha limitat l'ús generalitzat i continua sent un bé rar i valuós.

Aplicacions de l'heli-3 en la computació quàntica

La computació quàntica és un camp emergent amb un enorme potencial per revolucionar indústries que van des de les finances i la sanitat fins a la criptografia i la intel·ligència artificial. Un dels principals reptes en el desenvolupament d'ordinadors quàntics és la necessitat d'un refrigerant per refredar els bits quàntics (qubits) a la seva temperatura òptima de funcionament.

L'He-3 ha demostrat ser una excel·lent opció per refredar qubits en ordinadors quàntics. L'He-3 té diverses propietats que el fan ideal per a aquesta aplicació, com ara el seu baix punt d'ebullició, l'alta conductivitat tèrmica i la capacitat de romandre líquid a baixes temperatures. Diversos grups de recerca, inclòs un grup de científics de la Universitat d'Innsbruck a Àustria, han demostrat l'ús de l'He-3 com a refrigerant en ordinadors quàntics. En un estudi publicat a la revista Nature Communications, l'equip va demostrar que l'He-3 es pot utilitzar per refredar els qubits d'un processador quàntic superconductor a una temperatura de funcionament òptima, demostrant la seva eficàcia com a refrigerant per a la computació quàntica.

Avantatges de l'heli-3 en la computació quàntica

Hi ha diversos avantatges d'utilitzar He-3 com a refrigerant en un ordinador quàntic. En primer lloc, proporciona un entorn més estable per als qubits, reduint el risc d'errors i millorant la fiabilitat dels ordinadors quàntics. Això és especialment important en el camp de la computació quàntica, on fins i tot petits errors poden tenir un impacte important en el resultat.

En segon lloc, l'He-3 té un punt d'ebullició més baix que altres refrigerants, cosa que significa que els qubits es poden refredar a temperatures més baixes i funcionar de manera més eficient. Aquesta major eficiència podria conduir a càlculs més ràpids i precisos, convertint l'He-3 en un component important en el desenvolupament d'ordinadors quàntics.

Finalment, l'He-3 és un refrigerant no tòxic ni inflamable, més segur i respectuós amb el medi ambient que altres refrigerants com l'heli líquid. En un món on les preocupacions mediambientals són cada cop més importants, l'ús de l'He-3 en la computació quàntica ofereix una alternativa més ecològica que ajuda a reduir la petjada de carboni de la tecnologia.

Reptes i futur de l'heli-3 en la computació quàntica

Malgrat els avantatges evidents de l'He-3 en la computació quàntica, la producció i el subministrament d'He-3 continuen sent un repte important, amb molts obstacles tècnics, logístics i financers a superar. La producció d'He-3 és un procés complex i costós, i hi ha un subministrament limitat de l'isòtop disponible. A més, el transport de l'He-3 des del seu lloc de producció fins al seu lloc d'ús final és una tasca difícil, cosa que complica encara més la seva cadena de subministrament.

Malgrat aquests reptes, els avantatges potencials de l'He-3 en la computació quàntica fan que sigui una inversió que val la pena, i els investigadors i les empreses continuen explorant maneres de fer realitat la seva producció i ús. El desenvolupament continu de l'He-3 i el seu ús en la computació quàntica són prometedors per al futur d'aquest camp en ràpid creixement.