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中科院物理所自主研发的10mK无液氦稀释制冷机原型机。 中科院物理所 供图
中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机6月下旬实现近10mK(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33mK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。
中科院物理所在北京怀柔正在建设中的全新二代机。 中科院物理所 供图
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10.9mK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8.7mK，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。
