中安在线、中安新闻客户端讯 近日，安徽大学成功研制的400系列稀释制冷机自2023年6月12日以来，在国内某实验室连续运行超过100天，最低温度达到7.45毫开（即0.00745开尔文），创下国内低温技术的记录。这一成就标志着我国在稀释制冷技术领域取得了突破性进展，并具备了与国际先进技术竞争的能力。
创新技术打破国外封锁，实现国产化替代
随着量子计算技术的不断发展，极低温环境是量子计算机运行的核心条件，能够提供接近绝对零度的稀释制冷机成为量子计算研究中不可或缺的高端科研仪器。过去，国内量子计算的核心设备主要依赖进口，尤其在稀释制冷机领域，长期处于国外技术封锁的困境中。
2023年5月，安徽大学依托“量子计算用极低温稀释制冷机”科技成果转化成立了合肥知冷低温科技有限公司，致力于打破国外技术壁垒，推动稀释制冷设备的国产化。公司的主打产品“量子计算用极低温稀释制冷机”不仅填补了国内相关技术空白，还实现了大规模量产，年产量达到60台左右，设备已投入到国内多家高校和科研院所中，为中国科学家提供了稳定、可靠的极低温制冷解决方案。
稀释制冷机的工作原理与应用
极低温稀释制冷机是一种利用氦三和氦四同位素的混合液体，通过稀释相中的氦三分子渗透至浓相来产生吸热效应，从而达到极低温制冷的目的。稀释制冷机可以提供接近**绝对零度（0开尔文或-273.15摄氏度）**的超低温环境，广泛应用于量子计算机、量子功能材料、器件研究以及新奇量子现象的探索。
目前，仅有氦元素能够在接近绝对零度时保持液态，因此，氦元素是极低温制冷的冷却介质。稀释制冷机的运行温度通常接近数毫开，这使其成为支持量子计算和其他极低温科学研究的关键设备。
400系列稀释制冷机的技术创新
安徽大学物质科学与信息技术研究院的单磊教授和王绍良研究员团队主导了400系列稀释制冷机的研发工作。该设备专为量子计算研发设计，具备无液氦操作、超低温、大冷量、大样品空间和高稳定性的特点。该设备不仅突破了国外技术封锁，还实现了技术超越，为我国量子科技产业的自主创新奠定了坚实基础。
在2024年6月的现场测试中，该设备的多项指标达到了国际领先水平，具体包括：
最低温度： 连续运行的最低温度为7.45毫开，国内最低温度记录；
制冷量： 在100毫开和20毫开分别达到650微瓦和18微瓦；
冷板直径： 300毫米；
样品空间： 10毫开样品空间深度达到526毫米。
这些技术参数的提升，标志着中国稀释制冷技术在量子计算等高科技领域取得了里程碑式的进展。
商业化与应用场景
400系列稀释制冷机和ZL-DR400型、ZL-DR1000型等型号设备已经成功商业化，广泛应用于量子计算、凝聚态物理、天文观测等前沿领域。安徽大学和合肥知冷低温科技有限公司通过这些设备为科研机构提供了定制化的极低温环境，满足不同客户的多样化需求。
例如，2开制冷机型低温系统、1开低温系统和300毫开氦三低温系统等定制化系统能够提供不同层次的极低温环境，支持客户在科学研究中的多种实验需求。
市场前景与行业展望
随着全球量子计算技术的快速发展，稀释制冷机的市场需求呈现出爆发式增长的趋势。据ICV咨询公司发布的《稀释制冷机市场研究报告》显示，随着量子比特数量在2027年达到既定路线图中的目标，2028年稀释制冷机市场将迎来井喷式增长。
在未来5年内，随着量子计算技术的成熟和应用场景的不断扩大，国内极低温稀释制冷机市场规模有望实现重大突破。安徽大学与合肥知冷低温科技有限公司在国产稀释制冷机领域的成功研发和商业化，为国内相关产业链的崛起奠定了重要基础。
结语
安徽大学自主研发的400系列稀释制冷机不仅创造了国内最低温度运行的纪录，还实现了关键技术的国产化替代，推动了中国量子计算和极低温研究的自主创新进程。这一突破性的成果，不仅彰显了我国在高端科研设备领域的技术实力，还为全球量子科技产业链提供了新的发展动力。随着量子计算技术的进一步发展，国产稀释制冷技术将在推动科学进步和产业应用方面发挥更为重要的作用。
