给量子计算机用的国产“冰箱”实现量产

2月26日,安徽省量子信息工程技术研究中心和科达国盾量子科技有限公司联合宣布,量子计算机用国产“冰箱”——稀释冰箱“ez-Q冰箱”交付客户后完成性能测试,实际运行指标达到国际同类产品主流水平,成为国内首台可商业化生产的超导量子计算机用稀释冰箱。SHELLIFS

在合肥科达国家屏蔽实验室,一个圆柱形的白色罐子被吊在一个金属框架上,它运行时会发出嗡嗡的声音。超导量子芯片和各种导线就藏在这样一个外形奇特的“冰箱”里。据介绍,极低温是超导量子计算机运行的必要条件。稀释冰箱是一种高端科学研究仪器,可以提供接近绝对零度的超低温环境,以冷却超导量子计算机中的核心部件并保持其状态稳定。喷嘴结构于气流形状

图为交付客户使用的稀释冰箱。(受访者提供)

长期以来,中国的稀释式冰箱一直依赖进口,能够量产并投入使用的国产稀释式冰箱十分稀缺。中国科学技术大学和科达国盾公司联合攻关,成功开发出“ez-Q冰箱”家用稀释冰箱产品。与依靠液氦辅助制冷的传统湿式稀释冰箱不同,“ez-Q冰箱”使用机械冰箱对氦的两种同位素混合物进行稀释和制冷,而无需液氦的供应。这种干式稀释冰箱的优点是可用工作空间大空、安全可靠、连续运行时间长、操作和维护方便。

2023年下半年,科达国盾向两家科研院所交付了家用稀释冰箱产品。经测试,该设备长期连续稳定运行,可为超导量子芯片提供低至10mK的极低温低噪声环境,制冷功率达到450uW@100mK。在包含78根低温测控同轴电缆的超导量子计算低温支撑系统中,分别测试了56位和24位超导量子芯片,稀释制冷机工作良好。

汪曙光 临沂中院 2023年

24位芯片的T1测试结果在100us以上(T1是量子计算机的核心指标)。(受访者提供)

“同样的超导量子芯片,在我们的稀释冰箱下,与使用国际产品的芯片具有相同的能力和实测指标。”安徽省量子信息工程技术研究中心副主任、科大国盾量子计算负责人王哲辉告诉记者,该产品可实现量产和商业化,推动量子计算产业化,将在我国凝聚态物理、材料科学、深空探测等前沿科技领域发挥更多作用。(记者陈诺)

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