中国科学家攻克量子计算机极低温“卡脖子”难题，拿下Nature级成果，发现金属自旋超固态，研发无需氦3的极低温技术，彻底打破国外垄断
量子计算机跑起来，得把芯片冻到接近绝对零度，不然量子态一碰热噪声就塌了。以前我们实验室搭超导量子平台，稀释制冷机基本是进口货，Bluefors或者Oxford那种。每年光氦-3的采购费，粗略估算得几百万到上千万人民币（样本有限，就我们那几台机子的体感）。供应还经常断断续续，有一次等货等了仨月，测试进度直接卡死。
到了毫开尔文区，得靠氦-3和氦-4混合，分层后氦-3像蒸发一样吸热，循环制冷。但这过程氦-3损耗大，一台机子跑几年就得补几升，全球氦-3主要靠核反应堆副产，美国攥着大头，我们买得贵还得排队。
这次突破不一样。他们用的是固态磁制冷，靠绝热去磁。材料本身是金属，热导率高得离谱，在100mK区能到100 mW/(K·m)左右，比传统顺磁盐高1-2个量级。以前固态磁制冷材料冷量足，但热导差，像海绵吸水快却挤不出来，制冷功率上不去。
现在这个金属自旋超固态，既有巨磁卡效应（能吸巨量热），又有金属的导热，像给冰箱加了个超级散热翅片。实验里他们直接降到106mK，刷新了金属磁卡材料的纪录。掺杂版本甚至到80mK（这个数据来自论文，我刚翻了原文确认）。 我挺好奇的，他们是怎么在金属里稳住自旋超固态的？以前的自旋超固态多在绝缘体里，比如钴基三角晶格那种，涨落强但导热烂。这次靠RKKY间接交换加磁偶极作用协同，电子当媒介把自旋耦合起来，三维高自旋体系里居然成了。 听起来有点玄，但想想也合理——金属里传导电子多，本来就是好媒介。
对比现在的主流稀释制冷，氦-3机子冷量大、空间足，但贵+依赖进口。国产稀释机这两年也出来了，比如国盾、长三角量子中心那些，10mK以下能稳跑，但还是得用氦-3。 无氦-3的干式制冷以前有过尝试，像吸附制冷或激光冷却，但功率小、温区窄，用在量子计算上力不从心。这个金属方案的优势是材料可批量制备（合金嘛，相对好搞），成本一旦下来，能大幅压低门槛。
去年我们组测一个72比特超导芯片，T1时间刚到100微秒级别，噪声一多就掉。换个制冷机试了试，热导好点的平台，退相干时间能多10-20%。如果未来这个金属模块热导真高一两个量级，芯片热管理会轻松不少，纠错门槛或许低一点。 哎，说着说着就跑偏了。还是得说，这东西离真正取代稀释机还早。氦-3危机是真，但短期内量子机房里估计还是进口+国产氦-3混着用。长期看，如果这个方向走通，自主超级冰箱就不只是口号了。
其实想想，106mK这个数，就挺带感的。离绝对零度就差那么0.106度。人类总在逼近这个不可能的极限，一点一点抠。
