给量子计算机用的国产“冰箱”实现量产

2月26日，安徽省量子信息工程技术研究中心及科大国盾量子技术股份有限公司联合发布消息，给量子计算机用的国产“冰箱”——稀释制冷机“ez-Q Fridge”在交付客户后完成性能测试，实际运行指标达到同类产品国际主流水平，成为国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机。

在位于合肥的科大国盾实验室，一个圆柱形的白色罐子被吊装于金属架之上，运行时发出嗡嗡的声音，超导量子芯片和各类线材就藏在这样一台造型奇特的“冰箱”里。据介绍，极低温是超导量子计算机运行的必备条件，稀释制冷机是一种能够提供接近绝对零度超低温环境的高端科研仪器，用以冷却超导量子计算机内的核心部件，使其状态保持稳定。

图为稀释制冷机交付客户使用现场。（受访单位提供）

长期以来，我国的稀释制冷机依赖进口，可量产落地并投入使用的国产稀释制冷机稀缺。中国科学技术大学和科大国盾组成团队联合攻关，成功研制“ez-Q Fridge”国产稀释制冷机产品。不同于依赖液氦辅助降温的传统湿式稀释制冷机，“ez-Q Fridge”无需液氦供应，而是利用机械式制冷机将氦的两种同位素的混合物稀释制冷。这种干式稀释制冷机的优势在于可利用的工作空间大，安全可靠，连续运行时间长且运行维护方便。

2023年下半年，科大国盾向两家科研单位交付了国产稀释制冷机产品，经过测试，设备长时间连续稳定运行，能够结合主动减震系统以及磁屏蔽等，为超导量子芯片提供低至10mK级别的极低温、低噪声环境，制冷功率达到450uW@100mK。在容纳78根低温测控同轴线缆的超导量子计算低温支撑系统中，分别对56比特和24比特超导量子芯片进行测试，稀释制冷机运转效果良好。

24比特芯片T1测试结果在100us以上（T1是量子计算机核心指标）。（受访单位提供）

“同样的超导量子芯片，在我们的稀释制冷机下发挥出的能力、测量到的指标，和使用国际产品的一样。”安徽省量子信息工程技术研究中心副主任、科大国盾量子计算负责人王哲辉告诉记者，该产品能够实现量产、商用，推动量子计算产业化，并将在我国凝聚态物理、材料科学、深空探测等前沿科技领域发挥更多作用。（记者 陈诺）