用于制冷设备的腔体结构、稀释制冷机及量子计算机的制作方法

本申请属于量子领域，特别是一种用于制冷设备的腔体结构、稀释制冷机及量子计算机。

背景技术：

1、量子计算是一种全新的计算方式，利用量子力学的叠加性、纠缠性等原理，可以获得远高于经典计算机的计算能力，目前量子计算机的研发主要可归结为两种，一种是超导量子计算，一种是基于半导体量子点的自旋量子计算。这二种计算的核心都是量子处理器，超导量子计算运行的环境的需求为接近绝对零度的极低温环境，半导体量子计算需要1.5k(开尔文)的磁场环境。

2、稀释制冷机可以长时间的维持mk(毫开尔文)范围的温度，具有较大的冷却能力，结构和操作都不太复杂，又不受磁场影响，是获得毫开尔文范围温度的重要的制冷方法，可以为量子处理器的稳定运行提供良好的低温环境。

3、稀释制冷机内部温度划分为多个温区，逐级降温。量子处理器通常位于温度最低的温区，连接量子处理器和信号源的信号测试线路穿过稀释制冷机内的多个温区；多个温区之间的隔热效果直接影响信号测试线路以及线路中的微波器件的性能；因此，稀释制冷机内部各温区之间的隔热性在量子计算机中至关重要。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种用于制冷设备的腔体结构、稀释制冷机及量子计算机，弥补了现有技术中稀释制冷机内多个温区之间隔热效果较差的缺点，提高了隔热效果。

2、本申请技术方案具体如下：

3、本申请的一方面提供了一种用于制冷设备的腔体结构，包括同轴套设的若干个一端开口的圆柱形的金属腔，每一个所述金属腔的开口端面沿着圆周方向均设置有第一法兰，所述第一法兰分别用于与对应温度的制冷盘可拆卸连接以形成若干个不同温度的温区。

4、如上所述的腔体结构，可选的，所述若干个金属腔包括第一金属腔和若干个第二金属腔；

5、所述第一金属腔包括一端开口的第一金属柱；其中，所述第一金属柱的开口端面沿着圆周方向均设置有第一法兰，所述第一金属柱通过所述第一法兰与温度最低的制冷盘可拆卸连接；

6、所述第二金属腔包括若干个两端开口且连通的第二金属柱和一端开口的第三金属柱，若干个所述第二金属柱和所述第三金属柱的端面依次同轴固定连接形成所述第二金属腔；各所述第二金属腔同轴套设于所述第一金属腔外。

7、如上所述的腔体结构，可选的，所述第二金属柱、所述第三金属柱的开口端面沿着圆周方向均设置有所述第一法兰，所述第二金属柱的另一开口端面沿着圆周方向设置有第二法兰；

8、其中，所述第一法兰上开设有通孔，所述第二法兰上开设有螺纹孔；

9、若干个所述第二金属柱和所述第三金属柱通过所述第一法兰的通孔、所述第二法兰的螺纹孔以及螺栓组件同轴固定连接以组成所述第二金属腔。

10、如上所述的腔体结构，可选的，所述第一法兰上还开设有若干个定位孔，所述第二法兰上与所述定位孔对应位置开设有螺纹孔。

11、如上所述的腔体结构，可选的，所述第一金属柱、所述第二金属柱、所述第三金属柱的材料均包括铝合金。

12、本申请另一方面提供一种稀释制冷机，包括任一项上述的腔体结构和若干个制冷盘，所述腔体结构分别可拆卸连接于各所述制冷盘。

13、如上所述的稀释制冷机，可选的，所述金属腔包括同轴套设的第一金属腔和若干个第二金属腔，所述制冷盘包括温度依次降低的第一制冷盘、第二制冷盘、第三制冷盘、第四制冷盘、第五制冷盘；

14、所述第一金属腔通过所述第一法兰以及螺栓组件固定连接与所述第五制冷盘；

15、若干个所述第二金属腔通过所述第一法兰以及所述螺栓组件分别可拆卸连接于所述第一制冷盘、所述第二制冷盘、所述第三制冷盘。

16、如上所述的稀释制冷机，可选的，所述第二制冷盘、所述第三制冷盘、所述第四制冷盘以及所述第五制冷盘的上端面均设置有若干个支撑组件；

17、所述支撑组件用于固定连接相邻温度的两个制冷盘。

18、如上所述的稀释制冷机，可选的，还包括一端开口的第三金属腔，所述第三金属腔同轴套设于与所述第一制冷盘可拆卸的第二金属腔外；所述第三金属腔的开口端与所述稀释制冷机的室温盘固定连接。

19、本申请再一方面提供一种量子计算机，其特征在于，包括如上述的稀释制冷机和量子处理器，所述量子处理器工作于所述稀释制冷机内。

20、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

21、本申请的一种用于制冷设备的腔体结构，包括同轴套设的若干个一端开口的圆柱形的金属腔，每一个所述金属腔的开口端面沿着圆周方向均设置有第一法兰，所述第一法兰分别用于与对应温度的制冷盘可拆卸连接以形成若干个不同温度的温区。通过金属腔的开口端设置的第一法兰与制冷盘固定连接以形成一个密闭的温区空间，若干个金属腔之间依次同轴套设，确保形成若干个相互隔离的密闭的温区空间，实现对制冷设备内的温度区间的合理划分和相互隔离，避免温度较高的温区内的器件对温度较低的温区内的器件产生热辐射。

技术特征：

1.一种用于制冷设备的腔体结构，其特征在于，包括同轴套设的若干个一端开口的圆柱形的金属腔，每一个所述金属腔的开口端面沿着圆周方向均设置有第一法兰，所述第一法兰分别用于与对应温度的制冷盘可拆卸连接以形成若干个不同温度的温区。

2.根据权利要求1所述的腔体结构，其特征在于，所述若干个金属腔包括第一金属腔和若干个第二金属腔；

3.根据权利要求2所述的腔体结构，其特征在于，所述第二金属柱、所述第三金属柱的开口端面沿着圆周方向均设置有所述第一法兰，所述第二金属柱的另一开口端面沿着圆周方向设置有第二法兰；

4.根据权利要求3所述的腔体结构，其特征在于，所述第一法兰上还开设有若干个定位孔，所述第二法兰上与所述定位孔对应位置开设有螺纹孔。

5.根据权利要求2所述的腔体结构，其特征在于，所述第一金属柱、所述第二金属柱、所述第三金属柱的材料均包括铝合金。

6.一种稀释制冷机，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的腔体结构和若干个制冷盘，所述腔体结构分别可拆卸连接于各所述制冷盘。

7.根据权利要求6所述的稀释制冷机，其特征在于，所述金属腔包括同轴套设的第一金属腔和若干个第二金属腔，所述制冷盘包括温度依次降低的第一制冷盘、第二制冷盘、第三制冷盘、第四制冷盘、第五制冷盘；

8.根据权利要求7所述的稀释制冷机，其特征在于，所述第二制冷盘、所述第三制冷盘、所述第四制冷盘以及所述第五制冷盘的上端面均设置有若干个支撑组件；

9.根据权利要求7所述的稀释制冷机，其特征在于，还包括一端开口的第三金属腔，所述第三金属腔同轴套设于与所述第一制冷盘可拆卸的第二金属腔外；所述第三金属腔的开口端与所述稀释制冷机的室温盘固定连接。

10.一种量子计算机，其特征在于，包括如权利要求9所述的稀释制冷机和量子处理器，所述量子处理器工作于所述稀释制冷机内。

技术总结
本申请公开了一种用于制冷设备的腔体结构、稀释制冷机及量子计算机，所述腔体结构，包括同轴套设的若干个一端开口的圆柱形的金属腔，每一个所述金属腔的开口端面沿着圆周方向均设置有第一法兰，所述第一法兰分别用于与对应温度的制冷盘可拆卸连接以形成若干个不同温度的温区。本申请能实现对制冷设备内的温度区间的合理划分和相互隔离，避免温度较高的温区内的器件对温度较低的温区内的器件产生热辐射。

技术研发人员：张俊峰,王学伢,王昆,吴胜,杨洋
受保护的技术使用者：本源量子计算科技（合肥）股份有限公司
技术研发日：20231229
技术公布日：2024/9/23