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中華人民共和國(guó)高科技卻是零下科學(xué)儀器研制出獲頒沖破 獨(dú)立自主開發(fā)揮發(fā)制冷機(jī)吻合熱平衡

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放大字體  縮小字體    發(fā)布日期:2021-07-14  來(lái)源:儀器網(wǎng)  作者:Mr liao  瀏覽次數(shù):49
核心提示:中科院物理所自主研發(fā)的10mK無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)原型機(jī)?!≈锌圃何锢硭?供圖? ? ? 中國(guó)科學(xué)院物理研究所自主研發(fā)的無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)6月下旬實(shí)現(xiàn)近10mK(比絕對(duì)零度-273.15攝氏度高0.01度)極低溫,標(biāo)志著中國(guó)在高端極低溫儀器研制上

中科院物理所自主研發(fā)的10mK無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)原型機(jī)?!≈锌圃何锢硭?供圖

? ? ? 中國(guó)科學(xué)院物理研究所自主研發(fā)的無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)6月下旬實(shí)現(xiàn)近10mK(比絕對(duì)零度-273.15攝氏度高0.01度)極低溫,標(biāo)志著中國(guó)在高端極低溫儀器研制上取得突破性進(jìn)展,具備了為量子計(jì)算等前沿研究提供極低溫條件保障的能力。

  作為中國(guó)低溫實(shí)驗(yàn)技術(shù)和低溫物理研究的發(fā)源地,中科院物理所曾在上世紀(jì)70年代末就成功研制中國(guó)第一臺(tái)濕式稀釋制冷機(jī),實(shí)現(xiàn)最低33mK的極低溫。面對(duì)新一輪量子科技競(jìng)爭(zhēng),中科院物理所再次組織力量聯(lián)合攻關(guān),完全自主研制國(guó)產(chǎn)無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)。

中科院物理所在北京懷柔正在建設(shè)中的全新二代機(jī)。 中科院物理所 供圖

  在歷時(shí)兩年半的研發(fā)過(guò)程中,科研團(tuán)隊(duì)先后攻克一系列工藝難題和核心技術(shù)難題,最終于6月24日晚,其自主研發(fā)的無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)原型機(jī)實(shí)現(xiàn)10.9mK的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,滿足超導(dǎo)量子計(jì)算需要的條件,單沖程運(yùn)行模式可低于8.7mK,基本達(dá)到國(guó)際主流產(chǎn)品水平,在解決量子計(jì)算關(guān)鍵核心技術(shù)問(wèn)題、加快科技自立自強(qiáng)上邁出關(guān)鍵的一步。

  后續(xù),科研團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)相關(guān)技術(shù),固化工藝流程。同時(shí),正在建設(shè)中的新一代制冷機(jī)將在易用性和穩(wěn)定性方面達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品水平,為中國(guó)的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)前沿研究提供有力支撐。

  中科院物理所科研團(tuán)隊(duì)介紹說(shuō),稀釋制冷機(jī)是一種能夠提供接近絕對(duì)零度環(huán)境的高端科研儀器,可廣泛應(yīng)用于凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、粒子物理乃至天文探測(cè)等科研領(lǐng)域。稀釋制冷機(jī)為量子計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行提供必要的極低溫環(huán)境,是量子計(jì)算研究中不可替代的關(guān)鍵設(shè)備。目前中國(guó)此類儀器完全依賴進(jìn)口,是亟待攻克的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。

  無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)有別于傳統(tǒng)的依賴液氦輔助降溫的濕式稀釋制冷機(jī),不需要液氦輔助就可以實(shí)現(xiàn)僅僅高于絕對(duì)零度0.01度的極低溫,可為量子計(jì)算機(jī)芯片提供用于維持量子態(tài)必需的極低溫環(huán)境。目前,其他制冷技術(shù)在最低溫度、制冷量和連續(xù)運(yùn)行時(shí)間方面都還不能滿足量子計(jì)算的需要。無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)是一種通用科學(xué)儀器,除了被廣泛地應(yīng)用于量子計(jì)算領(lǐng)域,還可應(yīng)用于極低溫物理實(shí)驗(yàn)、納米材料研究,甚至可用于暗物質(zhì)探索、引力波探測(cè)等粒子物理和宇宙學(xué)探測(cè)。

 
 
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