稀釋製冷機

3He，4He的混合液在0.86K以上時，液3He可以以任何比例溶解在液4He中，但是當混合溶液的温度降到0.86K以下時，混合液則分離成兩相，其中含3He多的相稱為濃縮相，而含3He少的相稱為稀釋相。在低於0.86K的任一温度都對應於一定的3He含量的稀釋相和濃縮相，並達到相平衡。當從稀釋相中取走3He原子時，為了保持兩相的平衡，則由濃縮相中的3He通過相界面進入稀釋相以補充被移去的3He原子。可以計算得3He在稀釋相中的焓和熵比在濃縮相中要大得多。所以這種稀釋過程需要吸熱，利用這個吸熱現象製成了稀釋製冷機。

從稀釋製冷機的結構圖來看，包含相界面的室稱做混合室，3He原子從濃縮相經過相界面進入稀釋相要吸熱而製冷，使温度降低。包含稀釋相的自由表面的室稱為蒸餾室，温度維持在0.6～0.7K。此時3He的飽和蒸氣壓遠高於4He的飽和蒸氣壓，可以用抽氣機抽走，這時濃縮相中的3He原子就不斷地通過相界面進入稀釋相，抽走的3He經過冷凝再補充到濃縮相中形成循環，使製冷機不斷地運行。

稀釋製冷機為量子計算機的正常運行提供必要的極低温環境，是量子計算研究中不可替代的關鍵設備 ^[1]  。

稀釋製冷機（dilutionrefrigerator） 1951年H.London提出可以用超流4He稀釋3He的方法制冷的理論。到1965年P.Das等人根據這一理論製成了3He-4He稀釋製冷機，已達到1.8mK的低温。它可以長時間地維持毫K範圍的温度，有較大的冷卻能力，已成為獲得毫K温度的最重要的手段和設備。

2021年7月12日，記者從中國科學院物理研究所獲悉，該所自主研發的無液氦稀釋製冷機成功實現10mK（絕對零度以上0.01度）以下極低温運行。這標誌着我國在高端極低温儀器研製上取得了突破性的進展 ^[1]  。

2023年10月15日，從安徽省量子計算工程研究中心獲悉，由本源量子計算（合肥）股份有限公司完全自主研發的本源SL400國產稀釋製冷機成功下線，這是中國科創企業的研發團隊首次成功突破量子計算極低温製冷這一關鍵核心技術，打破歐美在稀釋製冷機上的壟斷局面。 ^[2] 

2024年2月，安徽省量子信息工程技術研究中心及科大國盾量子技術股份有限公司聯合發佈消息，國產稀釋製冷機在交付客户後完成性能測試，結果顯示，該設備實際運行指標達同類產品國際主流水平，成為國內首款可商用可量產的超導量子計算機用稀釋製冷機。 ^[3] 

2024年4月，中國第一家量子計算公司——本源量子計算科技（合肥）股份有限公司向國內一所985高校順利交付一台國產稀釋製冷機。 ^[4] 

2024年6月11日，澎湃新聞報道稱，從安徽省量子計算工程研究中心獲悉，國產超導量子計算機關鍵設備——本源SL1000國產稀釋製冷機在合肥成功升級下線，標誌着中國在稀釋製冷領域已達國際先進水平。該稀釋製冷機由本源量子計算科技(合肥)股份有限公司自主研發，可以容納840根極低温特種高頻同軸線纜，能夠滿足100+位超導量子芯片運行環境搭建條件。 ^[5]