給量子計(jì)算機(jī)用的國(guó)產(chǎn)“冰箱”實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)

（圖注：科大國(guó)盾量子稀釋制冷機(jī)交付客戶使用現(xiàn)場(chǎng)）

2月26日，安徽省量子信息工程技術(shù)研究中心及科大國(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司聯(lián)合發(fā)布消息，給量子計(jì)算機(jī)用的國(guó)產(chǎn)“冰箱”——稀釋制冷機(jī)“ez-Q Fridge”在交付客戶后完成性能測(cè)試，實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到同類(lèi)產(chǎn)品國(guó)際主流水平，成為國(guó)內(nèi)首款可商用可量產(chǎn)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)用稀釋制冷機(jī)。

在位于合肥的科大國(guó)盾實(shí)驗(yàn)室，一個(gè)圓柱形的白色罐子被吊裝于金屬架之上，運(yùn)行時(shí)發(fā)出嗡嗡的聲音，超導(dǎo)量子芯片和各類(lèi)線材就藏在這樣一臺(tái)造型奇特的“冰箱”里。據(jù)介紹，極低溫是超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行的必備條件，稀釋制冷機(jī)是一種能夠提供接近絕對(duì)零度超低溫環(huán)境的高端科研儀器，用以冷卻超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)內(nèi)的核心部件，使其狀態(tài)保持穩(wěn)定。

長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)的稀釋制冷機(jī)依賴(lài)進(jìn)口，可量產(chǎn)落地并投入使用的國(guó)產(chǎn)稀釋制冷機(jī)稀缺。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和科大國(guó)盾組成團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，成功研制“ez-Q Fridge”國(guó)產(chǎn)稀釋制冷機(jī)產(chǎn)品。不同于依賴(lài)液氦輔助降溫的傳統(tǒng)濕式稀釋制冷機(jī)，“ez-Q Fridge”無(wú)需液氦供應(yīng)，而是利用機(jī)械式制冷機(jī)將氦的兩種同位素的混合物稀釋制冷。這種干式稀釋制冷機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于可利用的工作空間大，安全可靠，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)且運(yùn)行維護(hù)方便。

2023年下半年，科大國(guó)盾向兩家科研單位交付了國(guó)產(chǎn)稀釋制冷機(jī)產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)測(cè)試，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，能夠結(jié)合主動(dòng)減震系統(tǒng)以及磁屏蔽等，為超導(dǎo)量子芯片提供低至10mK級(jí)別的極低溫、低噪聲環(huán)境，制冷功率達(dá)到450uW@100mK。在容納78根低溫測(cè)控同軸線纜的超導(dǎo)量子計(jì)算低溫支撐系統(tǒng)中，分別對(duì)56比特和24比特超導(dǎo)量子芯片進(jìn)行測(cè)試，稀釋制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效果良好。

“同樣的超導(dǎo)量子芯片，在我們的稀釋制冷機(jī)下發(fā)揮出的能力、測(cè)量到的指標(biāo)，和使用國(guó)際產(chǎn)品的一樣。”安徽省量子信息工程技術(shù)研究中心副主任、科大國(guó)盾量子計(jì)算負(fù)責(zé)人王哲輝告訴記者，該產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)、商用，推動(dòng)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)化，并將在中國(guó)凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、深空探測(cè)等前沿科技領(lǐng)域發(fā)揮更多作用。（記者陳諾）