全球首台超导量子热机问世，惠斯通高温电机为量子计算的“极寒战场”守住动力底线

2026年7月13日，芬兰阿尔托大学研究团队在《自然·通讯》上发表了一项震动物理学界的成果——全球首台基于超导电路的循环量子热机。

这台装置的核心是一个Transmon量子比特——现代量子计算的基础元件之一。研究人员将其连接至一个量子电路冰箱，在接近绝对零度的低温环境中，精确控制热量的流入与流出。通过精确定时的控制脉冲，团队驱动热机完成了一个完整的奥托循环，并实时监测了量子比特的状态变化。实验结果显示，流经量子比特的热量确实转化为了正功。

这项成果标志着量子热力学从理论走向实验的关键一步，也为未来高量子比特量子计算机的发展提供了新的技术路径。量子热机的工作原理源于经典热力学与量子力学的交叉——利用量子隧穿、量子纠缠和量子叠加等奇特现象，在极小的能量尺度下实现能量转换。

量子计算的“极寒困境”：毫开尔文温区的精密驱动

量子热机的成功运行，依赖的是一个工程师们每天都要面对的现实：极低温环境中的精密驱动。

Transmon量子比特必须在接近绝对零度（约10mK，即-273.14℃）的极低温环境中才能维持量子态的相干性。在这个温度下，普通电机的材料会脆化、收缩、失效；普通润滑脂凝固成“固体”；普通绝缘材料在冷热交替中产生微裂纹。

而量子热机要在这样的环境中完成“加热-做功-冷却”的完整循环，需要驱动的不仅仅是量子比特本身，还有量子电路冰箱中的精密阀门、谐振器的频率调节机构、以及未来自主运行量子热机中的信号读取装置。

阿尔托大学的研究团队指出，这项技术的长远目标是开发完全自主运行的量子热机，使其能够在无需将大量微波信号从极低温环境传输到室温的情况下，完成量子比特的读取等操作。芬兰国家量子技术战略提出，到2035年建成拥有1000个逻辑量子比特的量子计算机，这可能意味着数十万个物理量子比特。若采用现有技术，需要铺设数百万根微波电缆，每根造价高达数千欧元，且电缆本身会引入噪声干扰。而自主运行的量子热机有望大幅削减这些线缆需求，从根本上简化系统架构。

惠斯通高温电机：为量子计算的“极寒战场”守住动力底线

江苏惠斯通深耕特种电机领域二十余年，针对量子计算、超导物理等极端低温环境，开发了全系列高低温真空电机。惠斯通已为超导量子计算装置提供了定制低温真空伺服电机，驱动探针臂在4K温区（约-269℃）以下完成高精度定位操作。

惠斯通高低温电机的核心技术包括：温度范围覆盖-196℃至+200℃，从液氮温区到高温烘烤全面覆盖；超低出气材料体系，总质量损失控制在0.1%以下，确保在极低温真空中不污染量子芯片；全陶瓷轴承配合固体润滑涂层，在-196℃深冷环境中保持低摩擦运转。23位绝对值编码器配合闭环矢量控制，在极低温环境中保持微米级定位精度。

当全球首台超导量子热机在接近绝对零度的低温恒温器中完成奥托循环时；当未来数十万个物理量子比特需要自主运行的量子热机完成信号读取时；当量子计算从实验室走向实用化时——在每一台量子计算低温设备的动力单元里，惠斯通高低温真空电机正在用-196℃至+200℃的宽温域适应能力和4K温区以下的精密控制，为量子计算的“极寒战场”守住动力底线。

江苏惠斯通机电科技有限公司

二十余年深耕特种电机领域，产品覆盖高低温真空电机、防爆伺服电机、高温电机、深水电机、轴向磁通电机等品类。公司通过ISO 9001及IATF 16949质量体系认证。高低温真空电机适应温度范围-196℃至+200℃，依据ASTM E595标准TML＜0.1%，CVCM＜0.01%，可提供基座从40mm到400mm、功率从50W到200kW、电压从24V到3000V的定制方案，适配超导量子计算、稀释制冷机、低温探针台等极端低温环境。

欢迎联系惠斯通技术团队，获取高低温真空电机的定制选型方案。