本源超导量子计算机自主制造链11类产品系列之四：量子计算机低温环境设备

本源超导量子计算机自主制造链由11个部分组成，该制造链生产的中国自主超导量子计算机已向中国用户交付多台，本源基于该制造链自主研制的中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”已于日前上线并对全球开放使用。量子计算机低温环境设备
1.本源SL400稀释制冷机
 

图为本源SL400稀释制冷机

 

本源SL400稀释制冷机可提供10mK以下的极低温环境及不低于400μW @100mK的制冷量，满足超导量子计算、凝聚态物理、材料科学、深空探测等前沿技术领域的极低温环境需求。系统标配恒温器、气体处理系统、液氮冷阱、空气压缩机、控制单元、标准支架、热开关组件、快速回温组件各一套，并且具备人机交互功能，可实现设备全自动化操作。

产品特性

◉ 系统配备脉管冷头，具有良好的绝缘和减振性能，搭配柔性导冷组件，可以实现更好的减振效果

◉ 具备快速回温功能，回温时间≤24h

◉ 全自主研发的温度传感器

◉ 采用气隙式热开关，高效预冷，显著缩短降温时间

 

 

性能参数
空载最低温度	≤10mK
20mK制冷量	≥10μW@20mK
100mK制冷量	≥400μW@100mK
降温时间 （常温至10mK）	≤30h
回温时间	≤24h
MC冷板尺寸	Φ294mm
其他参数
安装空间	高度不低于5m； 平面空间不小于4m*6m；
线盘接口	Φ100室温孔*2； KF40室温孔*7（3个已占用，4个可用）； KF25室温孔*4（2个已占用，2个可用）； KF16室温孔*1（已占用）； Sideloading接口*2； Φ40冷板孔*4（1个已占用，3个可用）；
供电需求	220V/50HZ-20A一路； 3相/380V/50Hz-17.5A(断路器40A)一路；
工作环境温度	20℃~30℃
工作环境湿度	30%~70%
组成配置	恒温器、气体处理系统、液氮冷阱、空气压缩机、控制单元、标准支架、热开关组件、快速回温组件各一套；
外形尺寸及重量	恒温器：1.6m×1m×3.5m（长×宽×高），600kg 气体处理系统：1.2m×0.8m×1.8m（长×宽×高），400kg 控制单元：0.8m×0.6m×1.5m（长×宽×高），100kg
产品选配
冷水机组	1
磁体	可配置单轴或矢量磁体，磁场强度9T、12T（可定制）；或矢量磁体， 磁场强度3T-1T-1T或6T-2T-2T（可定制）；
UPS	25kVA/为氦压缩机、水冷系统供电；
主动减振组件	包含减振器、低频稳定器，可有效规避环境中的振动影响
磁屏蔽筒	可降低地磁及外部磁场对内部测试元件的干扰，内部磁场：≤15mGs；
多通道微波互连线缆套件	含衰减器、法兰盘及线路组件的安装及测试，为超导量子芯片提供微波信号传输的通道； 通道数:标配32组(可定制)；室温到CP层线缆：CuNi-CuNi的SMA半刚线（18GHz）；CP层到MC线缆：NbTi-NbTi线

 

2.氧化钌温度传感器

图为氧化钌温度传感器

氧化钌温度传感器由本源量子完全自主研发，是一款应用在极低温领域的温度测量传感器，其测温范围为10mK-100K，并且在10mK左右的温度下，具备±1.5mK的测量精度，接线使用的插头和低温线缆均可定制，可以方便的安装在稀释制冷机等极低温环境中，目前已投入国产量子计算机中使用。

量子芯片是量子计算机的核心器件，实时监测量子芯片运行的温度环境能够对整个量子计算机系统起到关键性作用。该国产超低温温度传感器的成功研制，使我国在极低温领域的温度测量精度达到国际先进水平，向着量子计算机完全自主可控迈出了重要一步。

 

测温范围	10mK-100K
推荐激励
5mK-50mK	≤6.3μV
50mK-100mK	≤20μV
100mK-1.2K	≤63μV
100mK-1.2K	≤200μV
1.2K-100K	≤632μV
测量精度
10 mK	±1.5 mK
20 mK	±2 mK
50 mK	±4 mK
1.4 K	±16 mK
4.2 K	±17 mK
10 K	±50 mK
常规参数
重量	60g
尺寸	60mm×12mm×14mm
储存环境	非工作环境下需干燥保存

 

3.电桥型温控仪

图为电桥型温控仪

图为8通道扫描仪

 

电桥型温控仪是一款应用在制冷机系统中，用于温度测量及系统控温的仪器设备。该仪器配备8个测温通道和4个加热通道，测温通道搭配温度传感器，可实现稀释制冷机内50mK以下的超低温测量；加热通道可满足稀释制冷机的系统控温。仪器配备控制软件，连接PC端后可轻松读取温度、控制加热并保存数据。

产品特点◉ 标配8个温度扫描通道，均适配铂电阻、cernox、氧化钌、铑铁、锗电阻等电阻型温度传感器；

◉ 标配4路隔离低噪声加热电源，均支持1μW-1W任意加热功率，可用于稀释制冷机热开关及still、mc层等加热；

◉ 配备简单易用的控制软件，温度数据支持本地保存，方便温度回溯。

 

性能参数
测温通道数	8
加热通道数	4
电阻测量方式	4线法电桥式
支持电阻范围	0.1Ω-1.2MΩ @ 200μV；5.5Ω-1.2MΩ @ 20μV；
最大引线电阻	50Ω+10%测量电阻
测量引线	V+, V-, I+, I-,每路信号屏蔽均与传感器安装位置共地
激励电流	100pA-100μA
激励模式	固定电压，固定电流
扫描方式	自动
温度曲线保存数量	99
加热电源	电流源，限压12V
加热电流	0-80mA@150Ω
加热电阻	推荐40-2000Ω
加热功率	1μW-1W（与加热电阻相关）
其他参数
工作环境温度	18℃~35℃
存储环境温度	-25℃~60℃
电源	100-240V AC，50-60Hz，其中扫描仪需接专用地
测温接口	DB25 2个
加热接口	DB9
设备尺寸	主体尺寸437*200*44 （宽*深*高），符合1U标准规范 扫描仪尺寸180*113*34（宽*深*高），单位mm