安徽
本報訊 6月24日,在中國科學院量子信息與量子科技創新研究院授權指導下,科大國盾量子技術股份有限公司（以下簡稱“國盾量子”）完成工程化開發的國產稀釋制冷機ez-Q F1500，首臺正式下線。該設備單核心制冷量達國際領先水平，為我國后續千比特可糾錯超導量子計算機的研制奠定基礎。
稀釋制冷機是構建超導量子計算機的關鍵核心設備。如果把量子計算芯片比作超級大腦，稀釋制冷機就是守護它的“終極恒溫艙”，不僅能夠提供接近絕對零度（-273.15℃）的極低溫環境，讓大腦正常思考，還可配合屏蔽系統有效抑制電磁干擾和振動，為大腦打造絕對安靜的“思考空間”。隨著芯片比特數從幾十邁向數百、數千個，稀釋制冷機需要實現更大制冷量，同時容納更多低溫線纜及放大器———制冷能力跟不上，超導量子計算機的一切性能都無從談起。
但是，目前商用單核心稀釋制冷機的制冷量多在400至800微瓦(μW)區間，難以滿足千比特超導量子計算機需求。國際通用做法是將至少兩個核心單元并聯，制冷量是湊夠了，但系統復雜度大幅增加，對設備長期穩定運行構成挑戰。
為解決上述問題，中國科學院量子信息與量子科技創新研究院于2025年完成“單稀釋制冷單元大功率稀釋制冷機”原型研制，實現了20毫開爾文（mK）溫度下40μW制冷量的技術突破。在此基礎上，國盾量子進一步聯合攻關，ez-Q F1500僅依靠單核心就能在100mK溫度下制冷量達1700μW，20mK溫度下制冷量達48μW，低溫極限可降至約5.42mK，單核心制冷量達國際領先水平。
安徽省量子信息工程技術研究中心、國盾量子技術專家李旭博士告訴記者,研發團隊歷時兩年,逐一攻克三大痛點:一是“冷量太少”,團隊通過優化極低溫換熱器,提高換熱面積和換熱效率;二是“分布不均”,通過大量實驗和有限元仿真,確定千比特量子計算各級溫度層的冷量需求,針對性地進行系統設計;三是“空間不足”,通過與低溫傳輸系統匹配設計,在有限內部空間內容納了3600路低溫測控線和超100個低溫放大器。此外,ez-Q F1500還采用了自主可控的軟硬件架構,脈沖管制冷機、控溫儀、極低溫溫度計等關鍵核心器件均實現國產化。記者了解到,ez-Q F1500將于今年下半年啟動交付。
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