【技术实现步骤摘要】
本申请属于极低温领域，具体涉及稀释制冷系统，尤其涉及预冷装置、制 冷设备及量子计算机。
技术介绍
1、极低温温区是指温度低于1k的低温环境，在极低温下可进行基础物理研 究，也可为量子计算提供极端的低温环境，对于量子计算需求的极低温环境， 温度通常低至10mk，一般采用稀释制冷机提供低温环境。
2、现有稀释制冷机为满足最低温可达到小于10mk的需求，采用多温区层逐 层降温的方式，从室温到10mk极低温之间，依次包括40k温区、4k温区、800mk 温区、100mk温区、10mk温区，每一个温区均由对应的冷板提供冷量维持。其 中，40k温区和4k温区的冷板的冷量由稀释制冷机顶部的制冷源直接提供， 而其他温区冷板的冷量通常采用换热器和稀释制冷的方法逐级降温获得。当稀 释制冷机启动后，需要将各温区的温度下降至所需温度，温度越低，降温时间 越长，尤其是10mk的极低温，通常需要几天的降温时间。
3、为了提高800mk温区、100mk温区、10mk温区的降温效率，现有技术中通 常在稀释制冷机内设置预冷单元，即先将这几个温区的温度降到6k左右，再 采用换热器和稀释制冷的方法进一步降温。现有的预冷单元采用导热性高的材 料制备，将预冷单元设置于相邻冷板之间并固定连接，提高冷量的传导效率， 使得800mk温区、100mk温区、10mk温区的冷板能快速的降温到6k左右。然 而，这会带来相邻冷板之间的固体漏热，10mk温区的冷板的冷量会通过预冷 单元耗散到其他温区的冷板，使得稀释制冷机无法达到10mk最低温。
4、因
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种预冷装置、制冷设备及量子计算机，弥补了现有 技术中稀释制冷机内预冷单元的预冷效率和绝热效果低的缺点，提高了预冷效 率和绝热效果。
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预冷装置，包括位于稀释制冷机外部的气体循 环单元、及贯穿所述稀释制冷机内不同温区层的冷板的进气管路和出气管路；
4、在所述稀释制冷机外部，所述进气管路和所述出气管路通过所述气体循环 单元连通，所述气体循环单元控制所述稀释制冷机内连通的管路内的气体流动 的打开或关闭；
5、在所述稀释制冷机内部最低温区层，所述进气管路和所述出气管路连通；
6、所述进气管路与不同温区层的所述冷板均接触连接。
7、如上所述的预冷装置，优选的，所述进气管路包括相互连通的导流导热件 以及第一气体管；
8、所述导流导热件穿设在所述冷板上。
9、如上所述的预冷装置，优选的，所述导流导热件包括第一金属件；
10、所述第一金属件穿设在所述冷板上，所述第一金属件内开设有密闭的空腔， 且所述第一金属件的两端均开设有与所述空腔连通的第一通孔；
11、所述第一气体管密封连接所述第一通孔。
12、如上所述的预冷装置，优选的，所述第一金属件的形状包括圆柱形、圆锥 形、圆台形中的一种。
13、如上所述的预冷装置，优选的，所述导流导热件还包括第二金属件；
14、所述第二金属件贴设在所述第一金属件表面和所述冷板上。
15、如上所述的预冷装置，优选的，所述第一气体管的中间部分成环形绕制。
16、如上所述的预冷装置，优选的，所述出气管路包括第二气体管，所述第二 气体管与所述冷板非接触。
17、如上所述的预冷装置，优选的，所述出气管路还包括与所述第二气体管相 互连通的导流隔热件；
18、所述导流隔热件穿设在所述冷板上。
19、如上所述的预冷装置，优选的，所述导流隔热件与所述冷板点接触连接、 或线接触连接。
20、如上所述的预冷装置，优选的，所述出气管路包括相互固定连接的隔热件 以及第三气体管；
21、所述第三气体管通过所述隔热件固定连接所述冷板；
22、所述冷板上开设有用于所述第三气体管悬空穿过的第二通孔。
23、如上所述的预冷装置，优选的，位于所述稀释制冷机内最高温区层的所述 出气管路的气体管套设于所述进气管路的气体管外，所述出气管路的气体管与 所述进气管路的气体管之间形成有间隙。
24、如上所述的预冷装置，优选的，所述出气管路的气体管与所述进气管路的 气体管同轴设置。
25、如上所述的预冷装置，优选的，所述进气管路的气体管和所述出气管路的 气体管均呈螺旋状绕制。
26、如上所述的预冷装置，优选的，所述进气管路和所述出气管路中流通的气 体包括氦气。
27、本申请另一方面提供一种制冷设备，包括稀释制冷机，以及位于所述稀释 制冷机内的任一项上述的预冷装置。
28、本申请再一方面提供一种量子计算机，包括上述的制冷设备、以及位于所 述制冷设备内的量子处理器。
29、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
30、本申请通过将进气管路贯穿稀释制冷机内的各层冷板并与冷板接触，当气 体循环单元开启气体流通时，进气管路中的气体会与稀释制冷机内的40k温区 的冷板和4k温区的冷板进行热交换，将冷板上的冷量传递至更低温区层的冷 板，实现预冷的效果；进气管路中的气体将冷量传递到温度最低温区层的冷板 后沿着出气管路贯穿各层冷板回到稀释制冷机外部的气体循环单元，实现气体 循环，持续将40k温区的冷板和4k温区的冷板的冷量传递至更低温区层的冷 板，提高了预冷装置的预冷效率。此外，当各温区的温度降到预冷的目标温度 后，气体循环单元关闭气体流通，进气管路中无气体流通，避免更低温区层的 冷板的冷量随着气体的流通泄露，提高了绝热效果。
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1.一种预冷装置，其特征在于，包括位于稀释制冷机外部的气体循环单元、及贯穿所述稀释制冷机内不同温区层的冷板的进气管路和出气管路；
2.根据权利要求1所述的预冷装置，其特征在于，所述进气管路包括相互连通的导流导热件以及第一气体管；
3.根据权利要求2所述的预冷装置，其特征在于，所述导流导热件包括第一金属件；
4.根据权利要求3所述的预冷装置，其特征在于，所述第一金属件的形状包括圆柱形、圆锥形、圆台形中的一种。
5.根据权利要求3所述的预冷装置，其特征在于，所述导流导热件还包括第二金属件；
6.根据权利要求2所述的预冷装置，其特征在于，所述第一气体管的中间部分成环形绕制。
7.根据权利要求1所述的预冷装置，其特征在于，所述出气管路包括第二气体管，所述第二气体管与所述冷板非接触。
8.根据权利要求7所述的预冷装置，其特征在于，所述出气管路还包括与所述第二气体管相互连通的导流隔热件；
9.根据权利要求8所述的预冷装置，其特征在于，所述导流隔热件与所述冷板点接触连接、或线接触连接。
11.根据权利要求1所述的预冷装置，其特征在于，位于所述稀释制冷机内最高温区层的所述出气管路的气体管套设于所述进气管路的气体管外，所述出气管路的气体管与所述进气管路的气体管之间形成有间隙。
12.根据权利要求11所述的预冷装置，其特征在于，所述出气管路的气体管与所述进气管路的气体管同轴设置。
13.根据权利要求12所述的预冷装置，其特征在于，所述进气管路的气体管和所述出气管路的气体管均呈螺旋状绕制。
14.根据权利要求1所述的预冷装置，其特征在于，所述进气管路和所述出气管路中流通的气体包括氦气。
15.一种制冷设备，其特征在于，包括稀释制冷机，以及位于所述稀释制冷机内的如权利要求1-14任一项所述的预冷装置。
16.一种量子计算机，其特征在于，包括如权利要求15所述的制冷设备、以及位于所述制冷设备内的量子处理器。
...【技术特征摘要】
1.一种预冷装置，其特征在于，包括位于稀释制冷机外部的气体循环单元、及贯穿所述稀释制冷机内不同温区层的冷板的进气管路和出气管路；
2.根据权利要求1所述的预冷装置，其特征在于，所述进气管路包括相互连通的导流导热件以及第一气体管；
3.根据权利要求2所述的预冷装置，其特征在于，所述导流导热件包括第一金属件；
4.根据权利要求3所述的预冷装置，其特征在于，所述第一金属件的形状包括圆柱形、圆锥形、圆台形中的一种。
5.根据权利要求3所述的预冷装置，其特征在于，所述导流导热件还包括第二金属件；
6.根据权利要求2所述的预冷装置，其特征在于，所述第一气体管的中间部分成环形绕制。
7.根据权利要求1所述的预冷装置，其特征在于，所述出气管路包括第二气体管，所述第二气体管与所述冷板非接触。
8.根据权利要求7所述的预冷装置，其特征在于，所述出气管路还包括与所述第二气体管相互连通的导流隔热件；
9.根据权利要求8所述的预冷装置，其特征在于，所述导流隔热件与...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：本源量子计算科技合肥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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