稀釋制冷機，是能夠提供接近絕對零度環(huán)境的高端科研儀器。氦由3he和4he二種穩(wěn)定同位素組成，在極低溫度下，液體3he和液體4he相混合具有吸熱效應，利用這一特點，可研發(fā)稀釋制冷機。20世紀60年代中期，全球首臺稀釋制冷機被研發(fā)問世，可以長時間使環(huán)境維持在mK溫度范圍內(nèi)。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2021-2025年稀釋制冷機行業(yè)深度市場調(diào)研及投資策略建議報告》顯示，稀釋制冷機冷卻能力強，無需磁場即可獲得mK溫度，且具有可長時間持續(xù)制冷、穩(wěn)定性高、操作方便等優(yōu)點，是目前獲得mK溫度的重要裝備。稀釋制冷機可以廣泛應用在低溫物理學、材料科學、量子計算、天文學等領(lǐng)域。為探索世界、掌握關(guān)鍵技術(shù)、提升制造業(yè)核心競爭力，全球多國在各個領(lǐng)域的科研投入不斷增大，較多研究需要在超低溫環(huán)境中進行，稀釋制冷機市場空間不斷增大。
量子計算是近年來的熱門研究領(lǐng)域，量子計算機的電路對環(huán)境溫度極為敏感，正常運行需要極低溫環(huán)境，一般需要在30mK溫度以下，這就需要強大的冷卻設(shè)備。與其他冷卻設(shè)備相比，稀釋制冷機極低溫環(huán)境維持能力強、性能可靠性高等優(yōu)點突出，因此成為支撐量子計算技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵設(shè)備，在維持量子計算機穩(wěn)定運行方面具有較強的不可替代性。
在全球范圍內(nèi)，稀釋制冷機商業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量少，主要有荷蘭Leiden、英國Oxford、芬蘭Bluefors、美國Janis等。在我國，中國科學院物理研究所是稀釋制冷機領(lǐng)先研究機構(gòu)，在20世紀70年代末成功研制出我國首臺稀釋制冷機，可實現(xiàn)33mK極低溫。我國是全球少數(shù)幾個可量產(chǎn)稀釋制冷機的國家之一，商業(yè)化起步較早，產(chǎn)品除供應國內(nèi)市場外，還出口到海外市場，成為主要出口國之一。
新思界
行業(yè)分析人士表示，中國科學院物理研究所研制的是傳統(tǒng)的濕式稀釋制冷機，即依賴液氦輔助降溫。氦資源稀缺，價格高昂，研發(fā)無液氦稀釋制冷機逐漸成為重點。2021年7月，中國科學院物理研究所成功自主研發(fā)出無液氦稀釋制冷機，可實現(xiàn)10mK（比絕對零度僅高0.01度）以下極低溫，可長時間持續(xù)運行，能夠為量子計算等前沿研究提供極低溫條件保障。
除研究機構(gòu)外，我國企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)稀釋制冷機的步伐也在不斷加快。格物致寒（蘇州）科學儀器有限公司的量子計算用氦3稀釋制冷系統(tǒng)成套設(shè)備的研發(fā)項目，產(chǎn)品制冷溫度與制冷功率可以達到國際先進水平，且產(chǎn)品的設(shè)計、關(guān)健零部件生產(chǎn)、整機組裝均將在國內(nèi)完成，即將進行產(chǎn)品發(fā)布�？偟膩砜矗覈♂屩评錂C行業(yè)研發(fā)及生產(chǎn)實力處于全球先進水平。
