हेलियम -3 (एचई -3) मध्ये अद्वितीय गुणधर्म आहेत जे अणुऊर्जा आणि क्वांटम कंप्यूटिंगसह अनेक क्षेत्रांमध्ये मौल्यवान बनवतात. जरी एचई -3 फारच दुर्मिळ आहे आणि उत्पादन आव्हानात्मक आहे, परंतु क्वांटम कंप्यूटिंगच्या भविष्यासाठी हे मोठे वचन आहे. या लेखात, आम्ही एचई -3 च्या पुरवठा साखळी उत्पादन आणि क्वांटम संगणकांमध्ये रेफ्रिजरंट म्हणून त्याचा वापर शोधू.

हेलियम 3 चे उत्पादन

हेलियम 3 पृथ्वीवर अगदी कमी प्रमाणात अस्तित्त्वात आहे असा अंदाज आहे. आपल्या ग्रहावरील बहुतेक एचई -3 हे सूर्य आणि इतर तार्‍यांनी तयार केले आहे असे मानले जाते आणि चंद्राच्या मातीतही ते कमी प्रमाणात उपस्थित असल्याचे मानले जाते. एचई -3 चा एकूण जागतिक पुरवठा माहित नसला तरी, दर वर्षी काहीशे किलोग्रॅमच्या श्रेणीत असा अंदाज आहे.

एचई -3 चे उत्पादन ही एक जटिल आणि आव्हानात्मक प्रक्रिया आहे ज्यात एचई -3 इतर हेलियम समस्थानिकांपासून विभक्त करणे समाविष्ट आहे. मुख्य उत्पादन पद्धत म्हणजे नैसर्गिक गॅसच्या ठेवींचे विकिरण करणे, उप-उत्पादन म्हणून एचई -3 तयार करणे. ही पद्धत तांत्रिकदृष्ट्या मागणी करीत आहे, विशेष उपकरणे आवश्यक आहेत आणि ही एक महाग प्रक्रिया आहे. एचई -3 च्या निर्मितीच्या किंमतीमुळे त्याचा व्यापक वापर मर्यादित झाला आहे आणि ही एक दुर्मिळ आणि मौल्यवान वस्तू आहे.

क्वांटम कंप्यूटिंगमध्ये हेलियम -3 चे अनुप्रयोग

क्वांटम कंप्यूटिंग हे एक उदयोन्मुख क्षेत्र आहे जे वित्त आणि आरोग्यसेवा ते क्रिप्टोग्राफी आणि कृत्रिम बुद्धिमत्तेपर्यंतच्या उद्योगांमध्ये क्रांती घडवून आणण्याची प्रचंड क्षमता आहे. क्वांटम संगणक विकसित करण्याच्या मुख्य आव्हानांपैकी एक म्हणजे रेफ्रिजरंटला त्यांच्या इष्टतम ऑपरेटिंग तापमानात क्वांटम बिट्स (क्यूबिट्स) थंड करणे आवश्यक आहे.

क्वांटम कॉम्प्यूटर्समध्ये कूलिंग क्यूबिट्ससाठी हे -3 एक उत्कृष्ट निवड असल्याचे सिद्ध झाले आहे. एचई -3 मध्ये अनेक गुणधर्म आहेत जे या अनुप्रयोगासाठी आदर्श बनवतात, ज्यात त्याचे कमी उकळत्या बिंदू, उच्च थर्मल चालकता आणि कमी तापमानात द्रव राहण्याची क्षमता यासह. ऑस्ट्रियामधील इन्सब्रक विद्यापीठातील वैज्ञानिकांच्या गटासह अनेक संशोधन गटांनी क्वांटम कॉम्प्यूटर्समध्ये रेफ्रिजरंट म्हणून एचई -3 चा वापर दर्शविला आहे. नेचर कम्युनिकेशन्स या जर्नलमध्ये प्रकाशित केलेल्या अभ्यासानुसार, टीमने हे सिद्ध केले की एचई -3 चा उपयोग सुपरकंडक्टिंग क्वांटम प्रोसेसरच्या क्वांटम प्रोसेसरच्या इष्टतम ऑपरेटिंग तापमानात थंड करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, जो क्वांटम कंप्यूटिंग रेफ्रिजंट म्हणून त्याची प्रभावीता दर्शवितो. लिंग.

क्वांटम कंप्यूटिंगमध्ये हेलियम -3 चे फायदे

क्वांटम संगणकात रेफ्रिजरंट म्हणून एचई -3 वापरण्याचे बरेच फायदे आहेत. प्रथम, हे क्विटसाठी अधिक स्थिर वातावरण प्रदान करते, त्रुटींचा धोका कमी करते आणि क्वांटम संगणकांची विश्वासार्हता सुधारते. क्वांटम कंप्यूटिंगच्या क्षेत्रात हे विशेषतः महत्वाचे आहे, जेथे अगदी लहान त्रुटींचा परिणामावरही मोठा परिणाम होऊ शकतो.

दुसरे म्हणजे, एचई -3 मध्ये इतर रेफ्रिजरंट्सपेक्षा कमी उकळत्या बिंदू आहे, ज्याचा अर्थ थंड तापमानात क्यूबिट्स थंड केले जाऊ शकतात आणि अधिक कार्यक्षमतेने कार्य करतात. या वाढीव कार्यक्षमतेमुळे वेगवान आणि अधिक अचूक गणना होऊ शकते, ज्यामुळे क्वांटम संगणकांच्या विकासामध्ये एचई -3 एक महत्त्वपूर्ण घटक बनू शकेल.

अखेरीस, एचई -3 एक नॉन-विषारी, नॉन-ज्वलंत रेफ्रिजरंट आहे जो लिक्विड हेलियम सारख्या इतर रेफ्रिजंट्सपेक्षा अधिक सुरक्षित आणि पर्यावरणास अनुकूल आहे. अशा जगात जेथे पर्यावरणीय चिंता अधिक महत्त्वाची होत आहेत, क्वांटम कंप्यूटिंगमध्ये एचई -3 चा वापर एक हिरवा पर्याय प्रदान करतो ज्यामुळे तंत्रज्ञानाचा कार्बन पदचिन्ह कमी करण्यास मदत होते.

क्वांटम कंप्यूटिंगमध्ये आव्हाने आणि हेलियम -3 चे भविष्य

क्वांटम कंप्यूटिंगमध्ये एचई -3 चे स्पष्ट फायदे असूनही, एचई -3 चे उत्पादन आणि पुरवठा हे एक मोठे आव्हान आहे, ज्यात अनेक तांत्रिक, तार्किक आणि आर्थिक अडथळे दूर आहेत. एचई -3 चे उत्पादन ही एक जटिल आणि महाग प्रक्रिया आहे आणि समस्थानिकेचा मर्यादित पुरवठा उपलब्ध आहे. याव्यतिरिक्त, त्याच्या उत्पादन साइटवरून त्याच्या अंतिम वापर साइटवर एचई -3 वाहतूक करणे हे एक आव्हानात्मक कार्य आहे, ज्यामुळे त्याची पुरवठा साखळी गुंतागुंत होते.

ही आव्हाने असूनही, क्वांटम कंप्यूटिंगमधील एचई -3 चे संभाव्य फायदे ही एक फायदेशीर गुंतवणूक करतात आणि संशोधक आणि कंपन्या त्याचे उत्पादन बनविण्याचे आणि वास्तविकता वापरण्याचे मार्ग शोधणे सुरू ठेवतात. एचई -3 चा सतत विकास आणि क्वांटम कंप्यूटिंगमध्ये त्याचा वापर या वेगाने वाढणार्‍या क्षेत्राच्या भविष्यासाठी वचन देतो.