安徽大學研發的極低溫稀釋製冷機實現國產替代

中安在線、中安新聞客戶端訊 記者日前獲悉，安徽大學自主研製的400系列稀釋製冷機，自今年6月12日以來，已在國內某實驗室實際使用中實現連續運行最低溫度7.45毫開超過100天，創下國內最低溫度最長時間運行紀錄。

2023年5月，安徽大學依託“量子計算用極低溫稀釋製冷機”科技成果轉化成立合肥知冷低溫科技有限公司，公司主營產品“量子計算用極低溫稀釋製冷機”打破了國外禁運封鎖，實現了國產替代，成功填補了相關量子科技產業鏈在極低溫關鍵技術上的國內空白，目前已實現商業化量產，年產量達到60臺左右，已投入在衆多高校、科研院所使用，爲我國科學家提供了穩定可靠的極低溫設備，彰顯了我國在高端科研裝備製造領域自主創新的實力。

極低溫是量子計算機正常運行的必備條件，極低溫稀釋製冷機是一種能夠提供接近絕對零度低溫環境的高端科研儀器，通過“冷卻”量子計算機內的各類線材及電子器件，保持穩定的極低溫狀態。該設備是現代量子科學研究與量子技術發展的關鍵核心設備之一，廣泛應用於量子功能材料與器件以及新奇量子現象的探索。

迄今爲止，僅有氦元素能在接近絕對零度時還保持液態。因此氦元素被廣泛用作低溫製冷技術的冷卻介質。稀釋製冷機的原理就是將氦三氦四混合液中稀釋相內氦三分子抽出，由於稀釋相即使溫度達到絕對零度，依然含有6.4%的氦三分子，因此濃相的氦三分子會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，從而實現極低溫製冷。

“量子計算用極低溫稀釋製冷機”由安徽大學物質科學與信息技術研究院單磊教授、王紹良研究員團隊自主研發，是一種能夠提供接近絕對零度低溫環境的高端科研儀器，是現代量子科學研究與量子技術發展的關鍵核心設備之一。該設備基於量子計算等對稀釋製冷機的無液氦、極低溫、大冷量、大空間、高穩定性的技術需求，解決了量子計算等領域極低溫稀釋製冷機完全依賴進口的難題，爲相關科研及產業領域提供了替代進口的極低溫稀釋製冷技術。極低溫稀釋製冷機在產業化後，將廣泛應用於量子計算、凝聚態物理、天文觀測等領域。

此次研製的400系列稀釋製冷機，2024年6月經現場測試，該設備連續運行最低溫度7.45毫開、在100毫開和20毫開分別具有650微瓦和18微瓦的製冷量，冷板直徑300毫米，10毫開樣品空間深度達到526毫米，相關參數已達到公開發布數據的國內領先、國際先進水平。該系列產品的技術進步代表了製冷低溫稀釋製冷機關鍵技術指標從追趕國外同類產品成功轉變爲超越國外同類產品，具有重要的里程碑意義。主營產品ZL-DR400型/ZL-DR1000型稀釋製冷的技術指標滿足了科學研究、凝聚態物理等需求;2開製冷機型低溫系統、1開低溫系統、300毫開氦三低溫系統可提供不同低溫環境，滿足客戶定製化需求。

根據ICV諮詢公司發佈的《稀釋製冷機市場研究報告》指出，隨着量子計算行業的不斷髮展，各企業既定路線圖中的量子比特數量都將在2027年達到一定規模，因此，2028年後的稀釋製冷機市場或將呈現井噴式增長。未來5年，國內極低溫稀釋製冷機市場規模有望實現巨大突破。（記者 史睿雯）