近日，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)實(shí)現(xiàn)10mK以下極低溫，標(biāo)志著我國(guó)在高端極低溫儀器研制上取得了突破性的進(jìn)展。

　　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，在凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、粒子物理乃至天文探測(cè)等科研領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。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)，無(wú)需液氦供應(yīng)，樣品空間大，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)且運(yùn)維方便，在最近十年迅速普及并成為市場(chǎng)主流。量子計(jì)算是當(dāng)前世界各國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，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。目前我國(guó)此類儀器完全依賴進(jìn)口，是亟待攻破的“卡脖子”核心技術(shù)。因此，研制國(guó)產(chǎn)無(wú)液氦稀釋制冷機(jī)迫在眉睫。

　　作為我國(guó)低溫實(shí)驗(yàn)技術(shù)和低溫物理研究的發(fā)源地，物理研究所曾在上世紀(jì)70年代末就成功研制了我國(guó)第一臺(tái)濕式稀釋制冷機(jī)，實(shí)現(xiàn)了最低33mK的極低溫。面對(duì)新一輪量子科技競(jìng)爭(zhēng)的新形勢(shì)，物理所再一次組織力量聯(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)，在歷時(shí)兩年半的研發(fā)過(guò)程中，攻克了低溫設(shè)備焊接工藝難題，解決了長(zhǎng)期困擾的冷漏、超漏問(wèn)題，在核心的極低溫高效熱交換器制作過(guò)程中，測(cè)試評(píng)估了大量材料和多種設(shè)計(jì)方案，攻克了盤管熱交換器和銀粉熱交換器等多項(xiàng)核心技術(shù)難題。最終在2021年6月24日晚，該自主研發(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)到了國(guó)際主流產(chǎn)品的水平，在解決量子計(jì)算“卡脖子”問(wèn)題、加快科技自立自強(qiáng)上邁出了關(guān)鍵的一步。

　　掌握稀釋制冷核心技術(shù)標(biāo)志著我國(guó)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。物理所團(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，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，為我國(guó)的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)前沿研究提供有力支撐。