Helium-3 (HE-3) memiliki sifat unik yang membuatnya berharga di beberapa bidang, termasuk energi nuklir dan komputasi kuantum. Meskipun HE-3 sangat jarang dan produksi menantang, itu menjanjikan besar untuk masa depan komputasi kuantum. Dalam artikel ini, kami akan mempelajari produksi rantai pasokan HE-3 dan penggunaannya sebagai refrigeran di komputer kuantum.

Produksi Helium 3

Helium 3 diperkirakan ada dalam jumlah yang sangat kecil di Bumi. Sebagian besar HE-3 di planet kita dianggap diproduksi oleh matahari dan bintang-bintang lainnya, dan juga diyakini ada dalam jumlah kecil di tanah bulan. Sementara total pasokan global HE-3 tidak diketahui, diperkirakan berada di kisaran beberapa ratus kilogram per tahun.

Produksi HE-3 adalah proses yang kompleks dan menantang yang melibatkan pemisahan HE-3 dari isotop helium lainnya. Metode produksi utama adalah dengan mengiradiasi endapan gas alam, menghasilkan HE-3 sebagai produk sampingan. Metode ini secara teknis menuntut, membutuhkan peralatan khusus, dan merupakan proses yang mahal. Biaya produksi HE-3 telah membatasi penggunaannya yang luas, dan tetap menjadi komoditas yang langka dan berharga.

Aplikasi helium-3 dalam komputasi kuantum

Komputasi kuantum adalah bidang yang muncul dengan potensi besar untuk merevolusi industri mulai dari keuangan dan perawatan kesehatan hingga kriptografi dan kecerdasan buatan. Salah satu tantangan utama dalam mengembangkan komputer kuantum adalah perlunya refrigeran untuk mendinginkan bit kuantum (qubit) hingga suhu operasi optimal mereka.

HE-3 telah terbukti menjadi pilihan yang sangat baik untuk pendinginan qubit di komputer kuantum. HE-3 memiliki beberapa sifat yang membuatnya ideal untuk aplikasi ini, termasuk titik didihnya yang rendah, konduktivitas termal yang tinggi, dan kemampuan untuk tetap cair pada suhu rendah. Beberapa kelompok penelitian, termasuk sekelompok ilmuwan di University of Innsbruck di Austria, telah menunjukkan penggunaan HE-3 sebagai refrigeran di komputer kuantum. Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications, tim menunjukkan bahwa HE-3 dapat digunakan untuk mendinginkan qubit dari prosesor kuantum superkonduktor ke suhu operasi yang optimal, menunjukkan keefektifannya sebagai refrigeran komputasi kuantum. seks.

Keuntungan helium-3 dalam komputasi kuantum

Ada beberapa keuntungan menggunakan HE-3 sebagai refrigeran di komputer kuantum. Pertama, ini menyediakan lingkungan yang lebih stabil untuk qubit, mengurangi risiko kesalahan dan meningkatkan keandalan komputer kuantum. Ini sangat penting dalam bidang komputasi kuantum, di mana bahkan kesalahan kecil dapat berdampak besar pada hasilnya.

Kedua, HE-3 memiliki titik didih yang lebih rendah daripada refrigeran lainnya, yang berarti qubit dapat didinginkan untuk suhu yang lebih dingin dan beroperasi lebih efisien. Efisiensi yang meningkat ini dapat menyebabkan perhitungan yang lebih cepat dan lebih akurat, menjadikan HE-3 komponen penting dalam pengembangan komputer kuantum.

Akhirnya, HE-3 adalah refrigeran yang tidak beracun, tidak mudah terbakar yang lebih aman dan lebih ramah lingkungan daripada refrigeran lainnya seperti helium cair. Di dunia di mana masalah lingkungan menjadi lebih penting, penggunaan HE-3 dalam komputasi kuantum menawarkan alternatif yang lebih hijau yang membantu mengurangi jejak karbon teknologi.

Tantangan dan masa depan helium-3 dalam komputasi kuantum

Terlepas dari keunggulan yang jelas dari HE-3 dalam komputasi kuantum, produksi dan pasokan HE-3 tetap menjadi tantangan utama, dengan banyak rintangan teknis, logistik, dan keuangan untuk diatasi. Produksi HE-3 adalah proses yang kompleks dan mahal, dan ada persediaan isotop yang tersedia. Selain itu, mengangkut HE-3 dari lokasi produksinya ke situs penggunaan akhir adalah tugas yang menantang, semakin memperumit rantai pasokannya.

Terlepas dari tantangan-tantangan ini, potensi keuntungan HE-3 dalam komputasi kuantum menjadikannya investasi yang berharga, dan para peneliti dan perusahaan terus mengeksplorasi cara untuk membuat produksinya dan menggunakan kenyataan. Pengembangan HE-3 yang berkelanjutan dan penggunaannya dalam komputasi kuantum menjanjikan masa depan bidang yang berkembang pesat ini.