動(dòng)態(tài)與觀點(diǎn)

著力破解量子計(jì)算“卡脖子”難題 中科院推出自主創(chuàng)新成果

2021-07-30
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  量子計(jì)算是當(dāng)前世界各國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng),而量子計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行需要維持極低溫環(huán)境,因此,稀釋制冷機(jī)成為量子計(jì)算研究中不可替代的關(guān)鍵設(shè)備。日前,中國(guó)科學(xué)院物理研究所自主研發(fā)的無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)成功實(shí)現(xiàn)10mK(絕對(duì)零度以上0.01度)以下極低溫運(yùn)行,這標(biāo)志著我國(guó)在高端極低溫儀器研制上取得了突破性的進(jìn)展。

  作為中國(guó)低溫實(shí)驗(yàn)技術(shù)和低溫物理研究的發(fā)源地,中科院物理所早在上世紀(jì)70年代末就研制成功了我國(guó)第一臺(tái)濕式稀釋制冷機(jī),實(shí)現(xiàn)了34mK(絕對(duì)零度以上0.034度)的極低溫。面對(duì)新一輪量子科技競(jìng)爭(zhēng)的新形勢(shì),研究團(tuán)隊(duì)再一次組織力量聯(lián)合攻關(guān)。歷經(jīng)兩年半的時(shí)間,團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了國(guó)產(chǎn)無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)。研發(fā)過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)測(cè)試評(píng)估了大量材料和多種設(shè)計(jì)方案,攻克了盤管熱交換器和銀粉熱交換器等多項(xiàng)核心技術(shù)難題,成功實(shí)現(xiàn)無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)10.9mK(絕對(duì)零度以上0.0109度)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,滿足超導(dǎo)量子計(jì)算需要的條件,單沖程運(yùn)行模式可低于8.7mK(絕對(duì)零度以上0.0087度),基本達(dá)到了國(guó)際主流產(chǎn)品的水平。

  相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)無(wú)需液氦供應(yīng),樣品空間大,連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)且運(yùn)維方便,在最近十年迅速普及。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)此類儀器完全依賴進(jìn)口,是亟待攻破的關(guān)鍵核心技術(shù)。新研制的無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)原型機(jī)在解決量子計(jì)算“卡脖子”問(wèn)題、加快科技自立自強(qiáng)上邁出了關(guān)鍵的一步。未來(lái),團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)相關(guān)技術(shù),為我國(guó)的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)前沿研究提供有力支撐。