中國研發出一種全新的超低溫合金，能在不使用氦 -3 的情況下達到接近絕對零度（-273°C），有望為超導量子晶片、軍用設備及更多應用帶來更緊湊的冷卻方案。
中媒《南華早報》報導，中國科學家開發出一項基於稀土合金的新型冷卻技術，可在不依賴氦-3 的情況下達到接近絕對零度。這種合金有望實現無需氦-3 的緊湊型冷卻系統，適用超導量子晶片、軍用先進電子設備以及太空應用。
研究團隊打造一個無需任何機械運動部件的緊湊型固態冷卻模組，冷卻溫度成功達到 106 mK（約 -273°C），這一溫度通常需要液態氦才能實現。該冷卻模組採用由銪、鈷與鋁組成的稀土化合物（EuCo₂Al₉，簡稱 ECA），其熱導率可與金屬相當，同時還能透過「絕熱退磁」（ADR）機制有效地自我降溫並冷卻其他元件。
ADR 是將磁性材料置於磁場中，會迫使其內部微小的磁矩排列整齊並釋放熱量；當系統被隔離後，再移除磁場，磁矩恢復為無序狀態並吸收熱量，從而降低溫度。由於此方法依賴固態材料而非氦-3，要避免使用這種稀缺同位素，而氦-3 正是傳統次開爾文冷卻系統的關鍵。
但這項技術仍存在一個難點，過去 ADR 主要缺點在於材料雖可以讓自身降溫，但難以有效將低溫傳導至其他元件，這限制了其在實際系統中的應用。而這次開發的 EuCo₂Al₉ 則克服了這一問題，不僅能自我冷卻，還能有效為其他元件降溫，使得無需氦-3 的近絕對零度冷卻系統成為可能。
從實際應用來看，這種冷卻模組體積小、重量輕，有望推動低溫系統走向可攜化，對正逐漸成為國際競爭焦點的量子電腦尤為重要。更緊湊的低溫冷卻系統，可能讓量子運算平台實現目前難以達到的高擴展性與性能。
據報導，中國科學院表示該合金具備量產潛力，且基於此材料的純金屬冷卻模組已成功完成驗證。
此項發展正值全球積極尋找氦-3 替代方案之際。今年 1 月 27 日，美國國防高等研究計畫署（DARPA）曾發布徵案，尋求不依賴氦-3 的模組化冷卻系統，以應用於下一代量子與國防技術，不到兩週後，中國研究人員便發表相關成果，顯示其在該領域已取得領先進展。
- Chinese scientists create world’s coldest alloy. It may surprise DARPA
- China develops new ultra-cold alloy that can reach -273°C without helium — could enable compact cooling for superconducting quantum chips, military equipment, and beyond
（首圖來源：shutterstock）
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