Beijing Academy of Quantum Information Sciences (BAQIS) совместно с Институтом физики Китайской академии наук представили прототип модульного, криогенно-свободного холодильника. Этот прототип относится к классу мощности 2000 микроватт и предназначен для повышения охлаждающей способности и увеличения пространства для образцов в сверхпроводящих квантовых процессорах.
Статья под названием «Modular and integrable cryogen-free dilution refrigerator» была опубликована в журнале Physical Review Applied 25 сентября. 28 сентября BAQIS сообщила, что команды из групп по дилюционному охлаждению и аппаратному обеспечению платформы квантовых вычислений работали над этой машиной вместе с исследовательским центром квантовых вычислений Института физики.
По мере роста масштаба процессоров традиционные дилюционные холодильники сталкиваются с ограничениями по мощности охлаждения и полезному экспериментальному объему. Хотя параллельные дилюционные установки внутри одной вакуумной камеры могут помочь в краткосрочной перспективе, они усложняют изготовление камеры, замедляют предварительное охлаждение, запутывают систему трубопроводов и затрудняют определение распределения потока и теплообмена между установками.
Команды утверждают, что модульная интеграция отдельных холодильных модулей позволяет расширить возможности на основе проверенных криогенных технологий с более четким путем модернизации.
Развивая предыдущие работы, выполненные в классе мощности 1000 микроватт, группа завершила модульный маршрут в 2025 году и представила прототип класса 2000 микроватт. При интеграции двух модулей оба поддерживали непрерывную базовую температуру ниже 10 милликельвин. Доступная мощность охлаждения в увеличенном пространстве образца смесительной камеры примерно удвоилась по сравнению с одним модулем в том же температурном диапазоне.
При заданных условиях теплового соединения изменения нагрузки на один модуль незначительно влияли на температуру или мощность охлаждения другого, что продемонстрировало полезную операционную независимость для гибкого масштабирования.
Прототип был протестирован на платформе квантовых вычислений BAQIS. Среди совместных первых авторов названы Сиан Гуань и Пэй Лю из BAQIS; соответствующими авторами являются Чжунцин Цзи из Института физики и Хайфэн Ю из BAQIS. Соавторы также указали участников из BAQIS и компании Zhongke Liangyi (Beijing) Technology.
BAQIS рассматривает эту модульную схему как инфраструктуру для крупномасштабных сверхпроводящих квантовых экспериментов, предлагая ориентир для криогенных платформ, которым необходима как мощность, так и рабочее пространство без логистики жидкого гелия.