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【中国新闻网】中国高端极低温仪器研制获突破

发布日期:2021-07-15

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

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  中科院物理所自主研发的10 mK无液氦稀释制冷机原型机。中科院物理所 供图

  记者13日从中国科学院物理研究所(中科院物理所)获悉,该所自主研发的无液氦稀释制冷机6月下旬实现近10 mK(比绝对零度-273.15摄氏度高0.01度)极低温,标志着中国在高端极低温仪器研制上取得突破性进展,具备了为量子计算等前沿研究提供极低温条件保障的能力。

  作为中国低温实验技术和低温物理研究的发源地,中科院物理所曾在上世纪70年代末就成功研制中国第一台湿式稀释制冷机,实现最低33 mK的极低温。面对新一轮量子科技竞争,中科院物理所再次组织力量联合攻关,完全自主研制国产无液氦稀释制冷机。

  在历时两年半的研发过程中,科研团队先后攻克一系列工艺难题和核心技术难题,最终于6月24日晚,其自主研发的无液氦稀释制冷机原型机实现10.9 mK的连续稳定运行,满足超导量子计算需要的条件,单冲程运行模式可低于8.7 mK,基本达到国际主流产品水平,在解决量子计算关键核心技术问题、加快科技自立自强上迈出关键的一步。

  后续,科研团队将进一步优化无液氦稀释制冷机相关技术,固化工艺流程。同时,正在建设中的新一代制冷机将在易用性和稳定性方面达到进口产品水平,为中国的量子计算实验前沿研究提供有力支撑。

  中科院物理所科研团队介绍说,稀释制冷机是一种能够提供接近绝对零度环境的高端科研仪器,可广泛应用于凝聚态物理、材料科学、粒子物理乃至天文探测等科研领域。稀释制冷机为量子计算机的正常运行提供必要的极低温环境,是量子计算研究中不可替代的关键设备。目前中国此类仪器完全依赖进口,是亟待攻克的关键核心技术之一。

  无液氦稀释制冷机有别于传统的依赖液氦辅助降温的湿式稀释制冷机,不需要液氦辅助就可以实现仅仅高于绝对零度0.01度的极低温,可为量子计算机芯片提供用于维持量子态必需的极低温环境。目前,其他制冷技术在最低温度、制冷量和连续运行时间方面都还不能满足量子计算的需要。无液氦稀释制冷机是一种通用科学仪器,除了被广泛地应用于量子计算领域,还可应用于极低温物理实验、纳米材料研究,甚至可用于暗物质探索、引力波探测等粒子物理和宇宙学探测。

  中科院物理所自主研发的10 mK无液氦稀释制冷机原型机。中科院物理所 供图

  记者13日从中国科学院物理研究所(中科院物理所)获悉,该所自主研发的无液氦稀释制冷机6月下旬实现近10 mK(比绝对零度-273.15摄氏度高0.01度)极低温,标志着中国在高端极低温仪器研制上取得突破性进展,具备了为量子计算等前沿研究提供极低温条件保障的能力。

  作为中国低温实验技术和低温物理研究的发源地,中科院物理所曾在上世纪70年代末就成功研制中国第一台湿式稀释制冷机,实现最低33 mK的极低温。面对新一轮量子科技竞争,中科院物理所再次组织力量联合攻关,完全自主研制国产无液氦稀释制冷机。

  在历时两年半的研发过程中,科研团队先后攻克一系列工艺难题和核心技术难题,最终于6月24日晚,其自主研发的无液氦稀释制冷机原型机实现10.9 mK的连续稳定运行,满足超导量子计算需要的条件,单冲程运行模式可低于8.7 mK,基本达到国际主流产品水平,在解决量子计算关键核心技术问题、加快科技自立自强上迈出关键的一步。

  后续,科研团队将进一步优化无液氦稀释制冷机相关技术,固化工艺流程。同时,正在建设中的新一代制冷机将在易用性和稳定性方面达到进口产品水平,为中国的量子计算实验前沿研究提供有力支撑。

  中科院物理所科研团队介绍说,稀释制冷机是一种能够提供接近绝对零度环境的高端科研仪器,可广泛应用于凝聚态物理、材料科学、粒子物理乃至天文探测等科研领域。稀释制冷机为量子计算机的正常运行提供必要的极低温环境,是量子计算研究中不可替代的关键设备。目前中国此类仪器完全依赖进口,是亟待攻克的关键核心技术之一。

  无液氦稀释制冷机有别于传统的依赖液氦辅助降温的湿式稀释制冷机,不需要液氦辅助就可以实现仅仅高于绝对零度0.01度的极低温,可为量子计算机芯片提供用于维持量子态必需的极低温环境。目前,其他制冷技术在最低温度、制冷量和连续运行时间方面都还不能满足量子计算的需要。无液氦稀释制冷机是一种通用科学仪器,除了被广泛地应用于量子计算领域,还可应用于极低温物理实验、纳米材料研究,甚至可用于暗物质探索、引力波探测等粒子物理和宇宙学探测。