Helium-3 (He-3) nüvə enerjisi və kvant hesablamaları da daxil olmaqla bir neçə sahədə dəyərli edən unikal xüsusiyyətlərə malikdir. He-3 çox nadir və istehsalı çətin olsa da, kvant hesablamalarının gələcəyi üçün böyük ümidlər verir. Bu məqalədə He-3-ün təchizat zəncirindəki istehsalına və kvant kompüterlərində soyuducu kimi istifadəsinə nəzər salacağıq.

Helium 3 istehsalı

Helium 3-ün Yer kürəsində çox az miqdarda mövcud olduğu təxmin edilir. Planetimizdəki He-3-ün əksəriyyətinin Günəş və digər ulduzlar tərəfindən istehsal olunduğu düşünülür və onun Ay torpağında da az miqdarda mövcud olduğuna inanılır. He-3-ün qlobal ümumi tədarükü məlum olmasa da, ildə bir neçə yüz kiloqram arasında olduğu təxmin edilir.

He-3-ün istehsalı, He-3-ü digər helium izotoplarından ayırmağı əhatə edən mürəkkəb və çətin bir prosesdir. Əsas istehsal üsulu təbii qaz yataqlarının şüalanması və He-3-ün yan məhsul kimi istehsal edilməsidir. Bu üsul texniki cəhətdən çətin, ixtisaslaşmış avadanlıq tələb edir və bahalı bir prosesdir. He-3-ün istehsal xərcləri onun geniş yayılmasını məhdudlaşdırıb və nadir və dəyərli bir məhsul olaraq qalır.

Helium-3-ün Kvant Hesablamasında Tətbiqləri

Kvant hesablamaları maliyyə və səhiyyədən tutmuş kriptoqrafiya və süni intellektə qədər müxtəlif sahələrdə inqilab etmək üçün böyük potensiala malik inkişaf etməkdə olan bir sahədir. Kvant kompüterlərinin hazırlanmasında əsas çətinliklərdən biri kvant bitlərini (kubitləri) optimal işləmə temperaturuna qədər soyutmaq üçün soyuducuya ehtiyacdır.

He-3, kvant kompüterlərində kubitləri soyutmaq üçün əla seçim olduğunu sübut etmişdir. He-3, aşağı qaynama nöqtəsi, yüksək istilik keçiriciliyi və aşağı temperaturda maye qalma qabiliyyəti daxil olmaqla, bu tətbiq üçün ideal hala gətirən bir neçə xüsusiyyətə malikdir. Avstriyanın İnsbruk Universitetinin bir qrup alimi də daxil olmaqla bir neçə tədqiqat qrupu, He-3-ün kvant kompüterlərində soyuducu kimi istifadəsini nümayiş etdirmişdir. Nature Communications jurnalında dərc olunmuş bir araşdırmada komanda göstərmişdir ki, He-3, superkeçirici kvant prosessorunun kubitlərini optimal işləmə temperaturuna qədər soyutmaq üçün istifadə edilə bilər və bu da onun kvant hesablama soyuducusu kimi effektivliyini nümayiş etdirir.

Kvant Hesablamasında Helium-3-ün Üstünlükləri

Kvant kompüterində He-3-ü soyuducu kimi istifadə etməyin bir neçə üstünlüyü var. Birincisi, o, kubitlər üçün daha sabit bir mühit təmin edir, səhv riskini azaldır və kvant kompüterlərinin etibarlılığını artırır. Bu, xüsusilə kvant hesablamaları sahəsində vacibdir, çünki hətta kiçik səhvlər belə nəticəyə böyük təsir göstərə bilər.

İkincisi, He-3 digər soyuducu maddələrə nisbətən daha aşağı qaynama nöqtəsinə malikdir, bu da kubitlərin daha aşağı temperaturlara qədər soyudula və daha səmərəli işləyə biləcəyi deməkdir. Bu artan səmərəlilik daha sürətli və daha dəqiq hesablamalara səbəb ola bilər və He-3-ü kvant kompüterlərinin inkişafında mühüm komponentə çevirir.

Nəhayət, He-3 maye helium kimi digər soyuducu maddələrə nisbətən daha təhlükəsiz və ekoloji cəhətdən təmiz olan zəhərsiz, yanmaz soyuducu maddədir. Ətraf mühitlə bağlı narahatlıqların getdikcə daha vacib hala gəldiyi bir dünyada He-3-ün kvant hesablamalarında istifadəsi texnologiyanın karbon izini azaltmağa kömək edən daha ekoloji alternativ təklif edir.

Kvant Hesablamasında Helium-3-ün Çətinlikləri və Gələcəyi

Kvant hesablamalarında He-3-ün aşkar üstünlüklərinə baxmayaraq, He-3-ün istehsalı və təchizatı bir çox texniki, lojistik və maliyyə maneələrinin aradan qaldırılması ilə bağlı böyük bir problem olaraq qalır. He-3-ün istehsalı mürəkkəb və bahalı bir prosesdir və mövcud izotopun tədarükü məhduddur. Bundan əlavə, He-3-ün istehsal yerindən son istifadə yerinə daşınması çətin bir işdir və təchizat zəncirini daha da çətinləşdirir.

Bu çətinliklərə baxmayaraq, He-3-ün kvant hesablamalarındakı potensial üstünlükləri onu dəyərli bir investisiya halına gətirir və tədqiqatçılar və şirkətlər onun istehsalını və istifadəsini reallığa çevirməyin yollarını araşdırmağa davam edirlər. He-3-ün davamlı inkişafı və kvant hesablamalarında istifadəsi bu sürətlə böyüyən sahənin gələcəyi üçün ümidvericidir.