L’heli-3 (HE-3) té propietats úniques que la fan valuosa en diversos camps, inclosa l’energia nuclear i la computació quàntica. Tot i que HE-3 és molt rar i la producció és difícil, és una gran promesa per al futur de la informàtica quàntica. En aquest article, aprofundirem en la producció de la cadena de subministrament de 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. La major part del HE-3 del nostre planeta es creu que és produït pel Sol i altres estrelles, i també es creu que està present en petites quantitats en sòl lunar. Si bé es desconeix l’oferta global total d’HE-3, es calcula que es troba en un rang d’uns pocs centenars de quilograms a l’any.

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

Aplicacions d’heli-3 en informàtica quàntica

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

HE-3 ha demostrat ser una excel·lent opció per refredar els qubits en ordinadors quàntics. HE-3 té diverses propietats que la fan ideal per a aquesta aplicació, incloent el seu punt de bullir baix, alta conductivitat tèrmica i capacitat de mantenir-se líquid a baixes temperatures. Diversos grups de recerca, inclosos un grup de científics de la Universitat d'Innsbruck, a Àustria, han demostrat l'ús de 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 efectivitat com a refrigerant comptable quàntic. sexe.

Avantatges de l’heli-3 en la informàtica quàntica

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

En segon lloc, HE-3 té un punt d’ebullició inferior a la resta de refrigerants, cosa que significa que els qubits es poden refredar a temperatures més fredes i operar de manera més eficient. Aquesta eficiència augmentada pot comportar càlculs més ràpids i precisos, cosa que fa de HE-3 un component important en el desenvolupament d’ordinadors quàntics.

Finalment, HE-3 és un refrigerant no tòxic i no inflamable que és més segur i més respectuós amb el medi ambient que altres refrigerants com l’heli líquid. En un món en què les preocupacions mediambientals són cada cop més importants, l’ús de HE-3 en informàtica quàntica ofereix una alternativa més verda 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 la HE-3 en la informàtica quàntica, la producció i el subministrament d’HE-3 segueixen sent un repte important, amb molts obstacles tècnics, logístics i financers per superar. La producció de HE-3 és un procés complex i costós, i hi ha un subministrament limitat de l’isòtop disponible. A més, el transport de HE-3 des del seu lloc de producció al seu lloc d’ús final és una tasca difícil, complicant encara més la seva cadena de subministrament.

Malgrat aquests reptes, els avantatges potencials de HE-3 en la informàtica quàntica fan que sigui una inversió digne i els investigadors i empreses continuen explorant maneres de fer la seva producció i utilitzar una realitat. El desenvolupament continuat de la HE-3 i el seu ús en la informàtica quàntica té una promesa per al futur d’aquest camp en creixement ràpid.