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

Producció d'heli 3

S'estima 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 està 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 el rang d'uns pocs centenars de quilograms per any.

La producció d'He-3 és un procés complex i desafiant que implica separar He-3 d'altres isòtops d'heli. El principal mètode de producció és la irradiació de dipòsits de gas natural, produint He-3 com a subproducte. Aquest mètode és tècnicament exigent, requereix equips especialitzats i és un procés costós. El cost de produir He-3 ha limitat el seu ús generalitzat i segueix sent una mercaderia rara i valuosa.

Aplicacions de l'heli-3 a la computació quàntica

La informàtica 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 de funcionament òptima.

He-3 ha demostrat ser una opció excel·lent per refredar qubits en ordinadors quàntics. He-3 té diverses propietats que el fan ideal per a aquesta aplicació, inclòs el seu baix punt d'ebullició, alta conductivitat tèrmica i 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 d'He-3 com a refrigerant en ordinadors quàntics. En un estudi publicat a la revista Nature Communications, l'equip va demostrar que 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 de computació quàntica. sexe.

Avantatges de l'heli-3 en la informàtica 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 errors petits poden tenir un impacte important en el resultat.

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

Finalment, He-3 és un refrigerant no tòxic, no inflamable, més segur i més respectuós amb el medi ambient que altres refrigerants com l'heli líquid. En un món on les preocupacions ambientals són cada cop més importants, l'ús d'He-3 en la informàtica 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 informàtica quàntica

Malgrat els avantatges evidents de l'He-3 en la informàtica quàntica, la producció i el subministrament d'He-3 segueix sent un repte important, amb molts obstacles tècnics, logístics i financers per superar. La producció d'He-3 és un procés complex i costós, i hi ha un subministrament limitat d'isòtop disponible. A més, transportar 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 d'He-3 en la informàtica quàntica la converteixen en una inversió que val la pena, i els investigadors i les empreses continuen explorant maneres de fer que la seva producció i ús sigui una realitat. El desenvolupament continuat d'He-3 i el seu ús en la informàtica quàntica són prometedors per al futur d'aquest camp en ràpid creixement.