連續(xù)運(yùn)行最低溫度7.45mK

據(jù)了解，2023年5月，安徽大學(xué)依托“量子計(jì)算用極低溫稀釋制冷機(jī)”科技成果轉(zhuǎn)化成立合肥知冷低溫科技有限公司。公司主營產(chǎn)品“量子計(jì)算用極低溫稀釋制冷機(jī)”，打破了國外禁運(yùn)封鎖，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代，成功填補(bǔ)了相關(guān)量子科技產(chǎn)業(yè)鏈在極低溫關(guān)鍵技術(shù)上的國內(nèi)空白。目前，該設(shè)備已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)到60臺(tái)左右，投入在眾多高校、科研院所使用，為我國科學(xué)家提供了穩(wěn)定可靠的極低溫設(shè)備，彰顯了我國在高端科研裝備制造領(lǐng)域自主創(chuàng)新的實(shí)力。

極低溫是量子計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行的必備條件，極低溫稀釋制冷機(jī)是一種能夠提供接近絕對(duì)零度低溫環(huán)境的高端科研儀器，通過“冷卻”量子計(jì)算機(jī)內(nèi)的各類線材及電子器件，保持穩(wěn)定的極低溫狀態(tài)。該設(shè)備是現(xiàn)代量子科學(xué)研究與量子技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵核心設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于量子功能材料與器件以及新奇量子現(xiàn)象的探索。

用戶現(xiàn)場(chǎng)整機(jī)圖片

迄今為止，僅有氦元素能在接近絕對(duì)零度時(shí)還保持液態(tài)。因此，氦元素被廣泛用作低溫制冷技術(shù)的冷卻介質(zhì)。

稀釋制冷機(jī)的原理就是將氦三氦四混合液中稀釋相內(nèi)氦三分子抽出，由于稀釋相即使溫度達(dá)到絕對(duì)零度，依然含有6.4%的氦三分子，因此濃相的氦三分子會(huì)通過濃相和稀釋相的分離界面滲透至稀釋相，此過程具有吸熱效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)極低溫制冷。

制冷功率650μW @100mK、18μW @20mK

“量子計(jì)算用極低溫稀釋制冷機(jī)”由安徽大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院單磊教授、王紹良研究員團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)，是一種能夠提供接近絕對(duì)零度低溫環(huán)境的高端科研儀器，是現(xiàn)代量子科學(xué)研究與量子技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵核心設(shè)備之一。該設(shè)備基于量子計(jì)算等對(duì)稀釋制冷機(jī)的無液氦、極低溫、大冷量、大空間、高穩(wěn)定性的技術(shù)需求，解決了量子計(jì)算等領(lǐng)域極低溫稀釋制冷機(jī)完全依賴進(jìn)口的難題，為相關(guān)科研及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域提供了替代進(jìn)口的極低溫稀釋制冷技術(shù)。極低溫稀釋制冷機(jī)在產(chǎn)業(yè)化后，將廣泛應(yīng)用于量子計(jì)算、凝聚態(tài)物理、天文觀測(cè)等領(lǐng)域。

此次研制的400系列稀釋制冷機(jī)，2024年6月經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，該設(shè)備連續(xù)運(yùn)行最低溫度7.45毫開、在100毫開和20毫開分別具有650微瓦和18微瓦的制冷量，冷板直徑300毫米，10毫開樣品空間深度達(dá)到526毫米，相關(guān)參數(shù)已達(dá)到公開發(fā)布數(shù)據(jù)的國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。該系列產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步代表了制冷低溫稀釋制冷機(jī)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)從追趕國外同類產(chǎn)品成功轉(zhuǎn)變?yōu)槌絿馔惍a(chǎn)品，具有重要的里程碑意義。主營產(chǎn)品ZL-DR400型/ZL-DR1000型稀釋制冷的技術(shù)指標(biāo)滿足了科學(xué)研究、凝聚態(tài)物理等需求；2開制冷機(jī)型低溫系統(tǒng)、1開低溫系統(tǒng)、300毫開氦三低溫系統(tǒng)可提供不同低溫環(huán)境，滿足客戶定制化需求。

根據(jù)ICV咨詢公司發(fā)布的《稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)研究報(bào)告》指出，隨著量子計(jì)算行業(yè)的不斷發(fā)展，各企業(yè)既定路線圖中的量子比特?cái)?shù)量都將在2027年達(dá)到一定規(guī)模，因此，2028年后的稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)或?qū)⒊尸F(xiàn)井噴式增長。未來5年，國內(nèi)極低溫稀釋制冷機(jī)市場(chǎng)規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)巨大突破。

大皖新聞?dòng)浾?龔潤澤

編輯 許正文