量子技术供应链中的氦-3

指向过去
二十年前的本月,一颗装有珍贵货物的太空胶囊以每小时311公里(193英里)的速度坠落在犹他试验和训练场的沙漠地面。胶囊的降落伞未能打开。这是NASA的Genesis样本返回胶囊,载有来自太阳风的氦气和其他惰性气体。这些测量结果将为太阳星云的成分提供惰性气体基准数值,而整个太阳系的所有物质都是由此形成的。氦是宇宙中第二丰富的元素,但在地球上很稀有,仅占地球大气体积的约0.0005%。

大多数地球氦是由地球内部重放射性元素自然放射性衰变形成的。在所有使量子技术为人类服务的组件中,这可能是最稀缺的。不是因为任何自然界的怪异现象,而是由于行星形成的原理。氦很轻,在靠近太阳的地球位置上,它太活跃以至于无法留在我们的大气层中。在Genesis轨道器将其样本返回胶囊置于与地球交叉的轨道之前,轨道器在地球的拉格朗日L1点“锚定”

了884天,并将进来的惰性气体收集到五个盘片上,然后将其储存在Genesis样本返回胶囊内的科学罐中。值得注意的是,科学罐从那次沙漠撞击中仅遭遇了轻微的破损。行星科学家们继续对这些原始的太阳风粒子进行细致分析。这些原始粒子提供了迄今为止对太阳惰性气体的最好测量,包括原始的氦-3。在太阳星云成分的重要基准数值中,He-3和其他惰性气体的测量提供了有关地球形成过程中He-3包含位置的线索。

这些测量结果还与年轻(约1亿年)月球岩石中那些惰性气体的同位素比率相匹配。氦-3全球(地球)供应
哪个国家在量子技术组件的全球供应链中提供的氦-3最多?是美国,GQI的数据表明其供应了62.4%。其次是德国,占8.9%,然后是日本,占5.9%。在GQI的《硬件供应链手册》中,氦-3被列在量子技术控制平面的“低温系统”下。控制平面的低温系统是量子稳定性的无声守护者,它们维持量子相干性所需的低温环境。

它们在维护量子系统的稳定性和保存方面的功能是普遍的,如其在量子计算和传感平台上的持续高关键性所证明。氦-3组件有多关键?对于超导量子计算硬件,氦-3具有最高的关键性:5,这意味着它是量子平台不可或缺的组件或系统,确保功能、稳定性或性能的替代品几乎不存在。对于硅自旋计算硬件,氦-3具有下一个最高的关键性:4,这意味着它对量子平台的有效性或效率有显著影响。替代品(如果有的话)很可能无法提供相同的性能。

随着这些量子系统的扩展,以及对稳定、超低温环境需求的增长,氦-3处于供应和需求的关键交汇点。例如,氦-3是Interlune月球采矿商业策略的中心。来自GQI的《焦点报告:全球量子供应链》
在蓬勃发展的量子技术领域,氦-3的重要性不可被高估。主要国家开始将月球采矿视为一个有利可图的业务,不仅为了氦-3,还为了各种其他对技术发展和国家安全至关重要的矿物。根据路透社和彭博社的报道,出现了“月球淘金热”

,这提供了一个可能的情景,即月球采矿可能有助于缓解地球上即将到来的氦-3短缺。总之,氦-3的重要性超越了其科学用途;它是技术、地缘政治和即将到来的太空探索项目的关键组件。充足的氦-3供应将成为量子技术生态系统发展多快以及这个行业能否增长并实现其革命性承诺的一个衡量标准。