¡Rompiendo el límite criogénico de la computación cuántica! EDWARDS Vacuum Technology brinda un apoyo fundamental a la computación cuántica superconductora.
2026-05-09
Como un ámbito central en la competencia tecnológica mundial de vanguardia, la computación cuántica superconductora impone exigencias extremas en cuanto a un entorno operativo de temperatura ultrabaja, alta limpieza y estanqueidad absoluta. En condiciones de funcionamiento cercanas al cero absoluto (por debajo de 10 mK), los refrigeradores de dilución constituyen el equipo esencial para estabilizar los estados cuánticos, mientras que la recuperación eficiente, el control preciso y la protección contra fugas de helio mediante bombas de vacío determinan directamente el funcionamiento estable de los sistemas de refrigeración.
Recientemente, EDWARDS lanzó la combinación optimizada de la Bomba Roots de múltiples etapas nXQ55i y Bomba turbomolecular específica para helio nEXT730He Diseñada específicamente para escenarios de computación cuántica. Con un funcionamiento seco y libre de aceite, una fuga eléctrica ultrabaja y un rendimiento robusto optimizado para helio, esta solución aborda los desafíos asociados a la circulación del helio y al control del vacío en los refrigeradores de dilución, contribuye a superar el “cuello de botella” criogénico que limita la computación cuántica y impulsa la transición de los sistemas cuánticos superconductores desde los laboratorios hacia aplicaciones a gran escala.
I. Demanda esencial en la computación cuántica: las temperaturas ultrabajas del rango de mK dependen del helio y del vacío como soporte
Los qubits cuánticos superconductores son altamente sensibles a la temperatura y a la contaminación, lo que exige un ciclo de fluido de trabajo mixto de helio‑3/helio‑4 para alcanzar refrigeración a niveles de milikelvin. Este proceso impone tres exigencias estrictas a los sistemas de vacío:
- Recuperación y reciclaje continuos de helio para reducir la pérdida de costoso helio‑3;
- Sellado definitivo para prevenir fugas, evitando la pérdida de gases raros y la contaminación del sistema;
- Aspiradora de limpieza totalmente libre de aceite para evitar que los vapores y las partículas de aceite dañen los sistemas criogénicos.
Las bombas de vacío tradicionales tienen dificultades para lograr un equilibrio entre la velocidad de bombeo del helio, el rendimiento de sellado y la limpieza, lo que se convierte en un cuello de botella clave que limita el desarrollo a gran escala de la computación cuántica.
II. Sinergia de doble bomba: la solución de vacío dedicada de EDWARDS resuelve los principales desafíos criogénicos
1. Bomba de Roots multietapa nXQ55i: La principal fuerza para la recuperación de helio y el vacío de respaldo
Diseñado para el bombeo de respaldo y la circulación de helio en refrigeradores de dilución, el nXQ55i logra avances tecnológicos:
- Velocidad de bombeo elevada específica para helio: Optimizado para helio‑3/helio‑4, con una velocidad máxima de bombeo de 52 m³/h, lo que permite la recuperación y el reciclaje eficientes de gases ligeros;
- Nivel de sellado ultraalto: Tasa de fuga < 5×10⁻⁸ mbar·L/s, lo que minimiza la pérdida de helio precioso;
- Aceite seco, sin aceite, larga vida útil: Funcionamiento limpio, libre de contaminación por aceite, con un intervalo de mantenimiento de hasta 5 años, adecuado para condiciones de investigación científica continua a largo plazo.
2. Bomba turbomolecular nEXT730He: La experta en flujo de helio para vacío medio y alto
Desarrollado exclusivamente sobre la plataforma nEXT730, el nEXT730He está adaptado para la computación cuántica:
- Capacidad de carga de helio líder: supera notablemente a las bombas turbomoleculares convencionales en cuanto al flujo dentro del rango de presión típico de los refrigeradores de dilución;
- Fuga interna ultrabaja: tasa de fuga interna < 1×10⁻⁸ mbar·L/s, lo que protege la pureza de los sistemas de circuito cerrado y reduce los costos por qubit;
- Adaptable a los refrigeradores de próxima generación: soporta un flujo magnético más elevado y menores vibraciones, satisfaciendo las necesidades de expansión de los sistemas de múltiples qubits.
III. Colaboración del sistema: La combinación de dos bombas constituye un circuito cerrado de vacío de helio completo
En el sistema de circulación de helio de los refrigeradores de dilución, ambos dispositivos funcionan de manera eficiente, con una clara división del trabajo:
nXQ55i: Maneja el bombeo a baja presión del refrigerador, proporciona un vacío razonablemente limpio y finaliza la compresión y la entrega de helio;
nEXT730Él: Gestiona la transmisión de alto caudal en la sección de vacío medio y alto, manteniendo un gradiente de presión estable.
La solución completa logra una alta tasa de recuperación de helio, una fuga ultrabaja y un funcionamiento estable a largo plazo, abordando directamente los desafíos centrales de los sistemas de vacío y criogénicos en el desarrollo a gran escala de la computación cuántica.
IV. Valor industrial: la tecnología de vacío se convierte en un pilar clave para la escalabilidad de la computación cuántica
A medida que la computación cuántica avanza hacia un mayor número de qubits y una integración más elevada, los refrigeradores de dilución se actualizan de forma continua para ofrecer una mayor capacidad de enfriamiento, un espacio más amplio y menores niveles de vibración, lo que plantea exigencias cada vez mayores en los sistemas de vacío. Las soluciones de vacío con helio dedicadas de EDWARDS no solo resuelven los desafíos actuales de operación estable, sino que también preparan el terreno de antemano para los refrigeradores y sistemas cuánticos de próxima generación, contribuyendo a reducir los costos del sistema, mejorar la fiabilidad y acelerar la industrialización de la computación cuántica.
Conclusión
Desde la construcción de entornos de temperatura ultrabaja del nivel mK hasta la circulación eficiente de helio y el control preciso del vacío, EDWARDS aprovecha su experiencia centenaria en tecnología de vacío para ofrecer un soporte subyacente limpio, estable, eficiente y dedicado a la computación cuántica superconductora. En el futuro, EDWARDS seguirá centrando sus esfuerzos en soluciones de vacío para la computación cuántica, unirá fuerzas con socios del sector para superar los límites tecnológicos y promoverá conjuntamente la evolución de la computación cuántica, desde la exploración de vanguardia hasta su comercialización a gran escala.
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