IT之家 7 月 12 日消息 绝对零度是热力学中的最低温度，是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度。绝对零度是仅存于理论的下限值，其热力学温标写成 0K，等于摄氏温标零下 273.15 度（即−273.15℃）。
根据热力学定律，绝对零度只可无限逼近、永远无法达到。因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。
据科技日报，中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机现成功实现了 10mK（绝对零度以上 0.01 度）以下极低温运行。这标志着我国在高端极低温仪器研制上取得了突破性的进展。
IT之家了解到，物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布，粒子动能越高，物质温度就越高。理论上，若粒子动能低到量子力学的最低点时，物质即达到绝对零度，不能再低。
可见热的德布罗意波（物质波）波长与绝对温度的平方根成反比，因此当温度很低的时候，粒子物质波的波长很长，粒子与粒子之间的物质波有很大的重叠，因此量子力学的效应就会变得很明显。
据称，中科院物理所早在上世纪 70 年代末就研制成功了我国第一台湿式稀释制冷机，实现了 34mK（零下 273.116 度，即绝对零度以上 0.034 度）的极低温。
中国科学院物理研究所副研究员姬忠庆解释道：“有别于传统的依赖液氦辅助降温的湿式稀释制冷机，无液氦稀释制冷机无需液氦供应，样品空间大，连续运行时间长且运维方便，在最近十年迅速普及并成为市场主流”。
据悉，无液氦稀释制冷机是目前可以买到的温度最低的制冷机，它不需要液氦辅助即可实现仅仅高于绝对零度 0.01 度的极低温，可以为量子计算机芯片提供用于维持量子态必需的极低温环境。
值得一提的是，稀释制冷机可为量子计算机的正常运行提供必要的极低温环境。在当下大力发展量子计算的时代，稀释制冷机可谓是量子计算研究中极其重要的关键部分。
“目前，我国此类仪器完全依赖进口，是亟待攻破的关键核心技术。因此，研制国产无液氦稀释制冷机迫在眉睫。”姬忠庆坦言。
面对新一轮量子科技竞争，中国科学院物理研究所团队历时两年半，终于实现了完全自主研制国产无液氦稀释制冷机，并在在 2021 年 6 月 24 日晚成功实现 10.9mK 连续稳定运行，可满足超导量子计算需要的条件，单冲程运行模式可低于 8.7mK（绝对零度以上 0.0087 度），达到了国际主流产品的水平。
稀释制冷机是当前超导量子计算、拓扑量子计算等国际上竞争异常激烈的量子信息技术研究必需的低温实验设备。
中国科学院物理研究所是中国低温实验技术和低温物理研究的发源地，老一辈物理所人在70年代末就研制成功了我国第一台湿式稀释制冷机，实现了33mK的极低温（绝对零度以上0.033度）。面对新一轮量子信息科技竞争的新形势，中国科学院物理研究所又再一次组织力量联合攻关，在自主研制的无液氦稀释制冷机上率先实现10mK以下极低温环境。
由中国科学院物理研究所姬忠庆等人组成的团队，攻克了稀释制冷机热交换器的制作等多项核心技术。2021年6月24日晚，完全自主研制的无液氦稀释制冷原型机已经实现10.9mK的长时间稳定连续运行，单冲程模式可达8.7mK。该技术突破将为我国的量子计算等前沿研究提供低温条件保障。