安徽
本报讯 6月24日,在中国科学院量子信息与量子科技创新研究院授权指导下,科大国盾量子技术股份有限公司（以下简称“国盾量子”）完成工程化开发的国产稀释制冷机ez-Q F1500，首台正式下线。该设备单核心制冷量达国际领先水平，为我国后续千比特可纠错超导量子计算机的研制奠定基础。
稀释制冷机是构建超导量子计算机的关键核心设备。如果把量子计算芯片比作超级大脑，稀释制冷机就是守护它的“终极恒温舱”，不仅能够提供接近绝对零度（-273.15℃）的极低温环境，让大脑正常思考，还可配合屏蔽系统有效抑制电磁干扰和振动，为大脑打造绝对安静的“思考空间”。随着芯片比特数从几十迈向数百、数千个，稀释制冷机需要实现更大制冷量，同时容纳更多低温线缆及放大器———制冷能力跟不上，超导量子计算机的一切性能都无从谈起。
但是，目前商用单核心稀释制冷机的制冷量多在400至800微瓦(μW)区间，难以满足千比特超导量子计算机需求。国际通用做法是将至少两个核心单元并联，制冷量是凑够了，但系统复杂度大幅增加，对设备长期稳定运行构成挑战。
为解决上述问题，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院于2025年完成“单稀释制冷单元大功率稀释制冷机”原型研制，实现了20毫开尔文（mK）温度下40μW制冷量的技术突破。在此基础上，国盾量子进一步联合攻关，ez-Q F1500仅依靠单核心就能在100mK温度下制冷量达1700μW，20mK温度下制冷量达48μW，低温极限可降至约5.42mK，单核心制冷量达国际领先水平。
安徽省量子信息工程技术研究中心、国盾量子技术专家李旭博士告诉记者,研发团队历时两年,逐一攻克三大痛点:一是“冷量太少”,团队通过优化极低温换热器,提高换热面积和换热效率;二是“分布不均”,通过大量实验和有限元仿真,确定千比特量子计算各级温度层的冷量需求,针对性地进行系统设计;三是“空间不足”,通过与低温传输系统匹配设计,在有限内部空间内容纳了3600路低温测控线和超100个低温放大器。此外,ez-Q F1500还采用了自主可控的软硬件架构,脉冲管制冷机、控温仪、极低温温度计等关键核心器件均实现国产化。记者了解到,ez-Q F1500将于今年下半年启动交付。
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