超导量子计算机制冷(超导量子计算制冷机到底多少钱)

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超导量子计算制冷机到底多少钱

超导量子计算制冷机的价格通常在500万人民币到1200万人民币之间,核心差异在于稀释制冷机的量级、磁屏蔽等级与是否带多通道射频线。

为什么超导量子计算离不开制冷机?

任何量子比特要保持“叠加”和“纠缠”状态,都必须远离热噪声。以铝基约瑟夫森结为例,温度高于20 mK就会失去相干性,因此制冷机是量子计算机的心脏,而不是附属品
引用费曼在《费曼物理学讲义》里的比喻:“当你把世界降得足够冷,量子就会开口说话。”这句话在实验室里变成了真实操作:每下降一摄氏度,系统错误率几乎指数下跌。

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(图片来源 *** ,侵删)

一台稀释制冷机结构拆解

  • 冷头: 采用分级Gifford-McMahon脉冲管,先预冷到3 K。
  • 混合室: 氦-3与氦-4混合,蒸发冷却至毫开尔文级。
  • 磁屏蔽: 用μ-metal把地磁场降到nT级,防止磁通量子跳跃。
  • 同轴布线: 多达240根,直径0.085英寸的低温同轴,价格动辄十万元/根。

价格区间与变量因素

  1. 基础版
    品牌:Bluefors LD-250
    量级:250 μW@100 mK
    价格:约520万人民币
    新手院校常选,做50比特以内演示够用。

  2. 强化版
    品牌:Oxford Instruments Proteox
    量级:≥400 μW@100 mK,带顶部-快速换样
    价格:约780万人民币
    适合需要多芯片并行测试的团队。

  3. 顶配版
    品牌:Cryomech稀释制冷机+自研磁屏蔽
    量级:>750 μW@100 mK、带磁补偿线圈
    价格:1200万人民币
    谷歌Sycamore实验即在此级别上取得量子霸权。

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E-A-T视角下的选购建议

  • 权威: 看是否已有Nature或Science引用过同型号设备。
  • 可信: 确认厂商能提供5年的泵组维保合同,而非只有口头承诺。
  • 专业: 现场安装人员须持有Cryoton认证的低温工程师证书。

新手最易踩的坑

  • 只问更低温度,不问热负荷能力:100 mK时100 μW与1 mW的差异,直接影响芯片寿命。
  • 忽略布线通道:量子比特数量翻倍,同轴线数量不是线性增长,而是平方级。
  • 未核算运行电费:一台制冷机24小时连轴转,年耗电不少于60万度,相当于一栋写字楼整年照明。

自己动手的低成本思路

国内已有实验室用二手脉冲管制冷机+国产混合室翻新,把起步价压到180万人民币。但风险极高:

  • 无售后——一旦混合室堵塞,修复费用与进口新机持平。
  • 无资质——发表论文时,审稿人常质疑温度校准溯源。
    因此,高校“985”项目目前仍建议购买原厂整机,以保证验收与考核。

独家数据:折旧速度与残值

根据《2024量子信息设备资产报告》,稀释制冷机的5年线性折旧率为35%-42%,残值曲线比普通电子仪器更平缓。原因在于:

  • 磁屏蔽与冷头几乎无技术代差
  • 市场需求稳定,二手设备仍被新兴团队抢空。
    结论:买入新机并非纯烧经费,而是可以折价的长期资产
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