記者13日從中國科學院物理研究所(中科院物理所)獲悉，該所自主研發(fā)的無液氦稀釋制冷機6月下旬實現(xiàn)近10mK(比絕對零度-273.15攝氏度高0.01度)極低溫，標志著中國在高端極低溫儀器研制上取得突破性進展，具備了為量子計算等前沿研究提供極低溫條件保障的能力。
作為中國低溫實驗技術和低溫物理研究的發(fā)源地，中科院物理所曾在上世紀70年代末就成功研制中國第一臺濕式稀釋制冷機，實現(xiàn)最低33mK的極低溫。面對新一輪量子科技競爭，中科院物理所再次組織力量聯(lián)合攻關，完全自主研制國產無液氦稀釋制冷機。
中科院物理所在北京懷柔正在建設中的全新二代機。 中科院物理所 供圖
在歷時兩年半的研發(fā)過程中，科研團隊先后攻克一系列工藝難題和核心技術難題，最終于6月24日晚，其自主研發(fā)的無液氦稀釋制冷機原型機實現(xiàn)10.9mK的連續(xù)穩(wěn)定運行，滿足超導量子計算需要的條件，單沖程運行模式可低于8.7mK，基本達到國際主流產品水平，在解決量子計算關鍵核心技術問題、加快科技自立自強上邁出關鍵的一步。
后續(xù)，科研團隊將進一步優(yōu)化無液氦稀釋制冷機相關技術，固化工藝流程。同時，正在建設中的新一代制冷機將在易用性和穩(wěn)定性方面達到進口產品水平，為中國的量子計算實驗前沿研究提供有力支撐。
中科院物理所科研團隊介紹說，稀釋制冷機是一種能夠提供接近絕對零度環(huán)境的高端科研儀器，可廣泛應用于凝聚態(tài)物理、材料科學、粒子物理乃至天文探測等科研領域。稀釋制冷機為量子計算機的正常運行提供必要的極低溫環(huán)境，是量子計算研究中不可替代的關鍵設備。目前中國此類儀器完全依賴進口，是亟待攻克的關鍵核心技術之一。
無液氦稀釋制冷機有別于傳統(tǒng)的依賴液氦輔助降溫的濕式稀釋制冷機，不需要液氦輔助就可以實現(xiàn)僅僅高于絕對零度0.01度的極低溫，可為量子計算機芯片提供用于維持量子態(tài)必需的極低溫環(huán)境。目前，其他制冷技術在最低溫度、制冷量和連續(xù)運行時間方面都還不能滿足量子計算的需要。無液氦稀釋制冷機是一種通用科學儀器，除了被廣泛地應用于量子計算領域，還可應用于極低溫物理實驗、納米材料研究，甚至可用于暗物質探索、引力波探測等粒子物理和宇宙學探測。(完)
