国产稀释制冷机卡脖子技术突破，可满足量子计算需求 每日快讯

近日，安徽大学、中国科学院物理研究所相继在卡脖子技术——稀释制冷机方面，取得了重大突破。

3月26日，安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队成功研制出无液氦极低温稀释制冷机，连续循环运行最低温度达到8.5mK。制冷量为435μW@100 mK（即100mK具有435微瓦的制冷量），项目创造了已见公开报道的连续运行最低温度和制冷量两项国内纪录，鉴定委员会一致认为，所研制的极低温稀释制冷机满足量子计算需求，总体水平国内领先、国际一流。

(资料图片仅供参考)

时隔两日，3月28日，中国科学院物理研究所发布消息，称其承担的北京市科技计划课题“400微瓦无液氦稀释制冷机研制”顺利通过了第三方技术测试，该无液氦稀释制冷机实现了长时间连续稳定运行最低温度已达到7.6mK，制冷功率达到450μW@100mK，两项指标均达到了国外主流中型商业稀释制冷机的水平。

01. 关于稀释制冷机

稀释制冷机是一种超低温冷却系统，广泛应用于凝聚态物理、量子计算、纳米材料和天文观测等多个研究领域。它们通过稀释同位素混合物在低温溶剂中来实现毫弧斯温度范围内的冷却，因此非常适合低温应用。

稀释制冷机主要分为两种类型：无液氦（干式）稀释制冷机（CFDR）和湿式稀释制冷机（WDR）。CFDR使用机械制冷机，如脉冲管，进行预冷，而WDR则依靠液氮和液氦进行预冷。

稀释制冷机的一个关键优势是能够连续工作更长时间，它们也具有操作简单、低振动和电磁干扰、性能稳定等优点。

尽管其他类型的超低温冷却器可以达到几乎与稀释制冷机一样低的温度，但它们不适合用于量子计算，且只能用于预冷，如绝热退磁冷却器，"一次性"低温方法并不能提供持久的低温环境，故不适合直接用于支持量子计算和量子模拟系统。

稀释制冷机在在量子计算领域被诸多技术路线使用，它是满足基于超导、半导体、拓扑、离子阱等对低温环境有要求的量子计算机运行需求的关键元素。

02. 解绑卡脖子技术

2021年末，美国发布年终制裁目标，限制在人工智能、量子计算、生物技术和无人机等领域对中国的出口。

而作为构建量子计算机的关键部件，稀释制冷机同样也受到了影响。

本次突破，对于解决我国量子计算“卡脖子”问题又向前迈出了坚实的一步。

引用：

[1]https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2023/3/373834.shtm

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