国内首台单核心大冷量稀释制冷机问世

为千比特可纠错超导量子计算机研制奠定基础

近日，在中国科学院量子信息与量子科技创新研究院（以下简称“量子创新研究院”）的授权指导下，国盾量子成功完成稀释制冷机ez-Q F1500的工程化开发，实现首台下线。

ez-Q F1500在100毫开尔文（mK）温度下实现1700微瓦（μW）制冷量，在20mK温度下实现48μW制冷量，单核心制冷量达到国际领先水平。产品将于今年下半年启动交付，为我国后续千比特可纠错超导量子计算机的研制奠定基础。

超导量子计算芯片对环境扰动极为敏感，微弱的热噪声、电磁波或机械振动，都可能引发量子态退相干，导致计算错误。因此，芯片必须在接近绝对零度的极低温环境中运行，最大限度降低外界环境对量子态的干扰。

稀释制冷机作为能够提供极低温环境的关键设备，不仅能满足芯片运行所需的温度条件，还能屏蔽几乎所有的电磁干扰和振动，为这一“超级大脑”打造极为安静的“思考空间”。没有稀释制冷机，超导量子计算强大的潜力便难以释放。

随着超导量子计算机比特数规模的提升，对稀释制冷机的制冷量、最低温度、空间容纳能力等提出更高要求。为此，研发团队在量子创新研究院“单稀释制冷单元大功率稀释制冷机”的成果基础上，历经两年攻关，推出ez-Q F1500。

当前国际主流单核心产品制冷量多在400—800μW，若想满足千比特需求，需采用两个核心单元并联的权宜方案。ez-Q F1500在100mK温度下制冷量达1700μW，在20mK温度下制冷量达48μW，单核心即可满足千比特芯片需求，在简化系统结构的同时提升了制冷机的长期可靠性。

作为超导量子计算机的关键核心设备，稀释制冷机曾长期受制于海外技术垄断与设备禁运。近年来，国盾量子在国内顶尖科研院所授权支持下开展自主研发，推出国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机，成功突破这一“卡脖子”领域。最新推出的ez-Q F1500不仅性能大幅提升，还采用了自主可控的软硬件架构。脉冲管制冷机、控温仪、极低温温度计等关键核心器件均实现国产化。（记者 汪永安）