一組中國科學家發現了一種新的稀土合金，這種合金在極低溫下運行效率極高，可能會顛覆全球量子計算技術的競爭格局。量子處理器的運行必須保持在接近絕對零度的溫度（約 10-15 毫開爾文）。目前，研究人員主要依賴氦-3 來作為量子計算的冷卻系統。然而，名為 EuCo2Al9（ECA）的新稀土合金，可能將結束這一長達數十年的依賴。最終，這將導致超導量子計算機所需的冷卻設備變得更小、更便攜。
根據《南華早報》的報導，美國國防高級研究計劃署（DARPA）於 1 月 27 日發佈了一項緊急提案，要求開發一種模組化且無氦-3 的冷卻系統，以應對量子技術和國防技術的新挑戰。隨後，來自中國科學院理論物理研究所和合肥物質科學研究院的合作團隊，聯同上海交通大學，成功響應了這一號召。他們利用這種合金製造了一台迷你冰箱，並達到了接近絕對零度的溫度。該團隊將他們的材料形容為全球最冷的合金。
這種冰箱無移動部件，是一個高效的冷卻模組，能夠為量子晶片提供穩定和便攜的冷卻來源，並支持主要的太空探索項目，提供自給自足的冷卻系統。中國科學院在其網站上表示，這種合金還具備大規模生產的潛力，並指出該聯合團隊基於這種合金材料成功開發了一個純金屬冷卻模組，這標誌著中國在不再依賴氦-3 方面的一個解決方案。
在一篇發表於《自然》雜誌的新論文中，該團隊介紹了他們的發現。絕對零度是指最低可能的溫度，約為攝氏 -273.15 度（華氏 -459.67 度），或 0 開爾文。為了達到如此低的溫度，科學家主要依賴一種稱為稀釋冷卻的技術，這一過程需要穩定的氦-3 同位素。然而，根據他們的論文，該團隊利用了一種不同的固態冷卻方法，稱為絕熱去磁冷卻（ADR）。在這一過程中，將磁合金放置在低溫環境中，施加磁場，迫使合金內部的微觀磁鐵完美對齊，從而釋放熱量。
然後，將合金與環境隔離，並移除磁場，這會導致內部的磁鐵失去對齊。該過程吸收熱量，進一步降低材料的溫度。該團隊的新材料 EuCo2Al9（ECA）具有與金屬相似的導熱性，這使其能有效地將冷量輸送出去。使用 ECA 的 ADR 方法達到了 106 毫開爾文的最低溫度，創下了金屬材料的新紀錄。此外，在如此極端的溫度下，其導熱性比傳統的磁性冷卻材料高出一到兩個數量級，克服了低效提取冷卻能力的瓶頸。
稀釋冷卻器是大型機器，建造和維護成本高昂。例如，IBM 的 Goldeneye 是世界上最大的稀釋冷卻器之一，估計成本達數百萬美元。根據中國團隊的說法，他們的 ECA 冷卻模組相比傳統用於量子計算的巨大氦-3 稀釋冷卻器更具便攜性。使用這種新合金，ADR 方法可能徹底改變量子計算的進程，提供更小的極冷形式，減少對氦-3 的依賴，這在地緣政治上也可能產生重要影響，因為世界各國正在競相搶佔月球上的稀有同位素資源。
