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【热点聚焦】量子实验室工程建设领域先锋队——中电二公司 匠心铸就科研基石

【热点聚焦】量子实验室工程建设领域先锋队——中电二公司 匠心铸就科研基石 中电二公司
2026-01-28
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导读:【热点聚焦】量子实验室工程建设领域先锋队——中电二公司 匠心铸就科研基石

在科技强国战略深入推进的背景下,量子科技作为引领未来的核心领域,正迎来前所未有的发展机遇。量子实验室作为开展前沿研究的关键载体,对建造工程的精密性、专业性提出了极高要求。中电二公司凭借在量子实验室领域积淀的丰富实践经验与核心技术能力,为国内多个重点量子科技项目保驾护航,成为推动国家量子实验室建设与发展的核心力量。


项目案例

某量子实验室项目

本项目中的量子计算处理器量子计算处理器(含核心量子比特制程)生产对厂务系统的控制精度、稳定性及可靠性要求极高,厂务系统的管控水平直接关联晶圆良率、设备寿命及生产连续性。结合多年量子计算处理器产线厂务规划、建设及运维实操经验,公司围绕超高精度温度控制、洁净环境控制(最高一级)、高等级微振动控制(VC-F)、高供电可靠性、高集成的全自动化生产厂房五大核心控制目标,制定针对性技术实施细则,通过标准化、精细化、全流程管控,实现厂务系统与工艺需求的精准匹配。



墨子实验室中原量子谷1号楼超净实验室项目

本项目由河南省科学院牵头组建,在“十四五”期间,墨子实验室面向国家量子信息科技发展战略和河南省前瞻性产业布局需求,围绕量子通信、量子精密测量及量子计算相关关键器件与支撑平台,系统推进量子科技方向的科研布局与能力建设,初步形成了以量子核心器件为牵引、以半导体光电子技术为支撑的量子科技研究体系。



上海交通大学李政道研究所实验室项目
本项目的建设包括量子实验室平台、实验室天体物理平台、粒子实验室平台、恒温恒湿等区域,项目于2021年11月开工,至2022年10月竣工,项目实验设备种类较多,需求多样化,公司团队历时8个月圆满完成任务。本项目的成功实施也为上海交通大学建设世界一流大学提供了核心的硬件支撑。



合肥某光电集成器件封测平台项目
本项目中的光电集成器件封测平台作为核心功能性配套,采用高等级洁净净化系统,满足量子器件精密制造需求,并实现 “产研一体” 空间布局,配套高效货运体系与全生命周期服务。该项目的落地,将推动封测成本优化与效率提升,为量子通信、量子计算等领域提供核心支撑,助力我国量子科技产业跻身全球第一梯队。


核心能力

依托在量子实验室领域的项目经验积累,公司不断打磨适配量子实验室严苛需求的核心能力,包括高精密温湿度控制能力、洁净环境控制能力、高等级微振动控制能力、高供电可靠性保障能力、高集成全自动化生产厂房建设能力等在内的一系列硬核能力为实验室“超精密、低扰动、高稳定” 的建设标准提供了坚实支撑,让每一个项目的高质量落地都有“技”可循。

高精密温湿度控制

量子实验室对环境波动极为敏感,例如±0.02℃的温度变化就可能造成原子钟频率偏移,为满足量子实验的极端环境要求,我们自行研发了“超高精度温湿度模拟与控制技术”,直接为量子实验室提供了关键的“技术支援”,通过构建实验室的仿真模型,能够在虚拟空间中对气流组织、设备布局和控制参数等进行模拟优化,有效预测并抑制温湿度波动,从而减少现场调试的成本与风险,为量子比特的稳定性和实验数据的可靠性提供重要保障。



洁净环境控制能力(最高一级)

目前量子计算处理器产线可制备芯片线宽已达纳米级,微粒、化学挥发物及工艺交叉污染易致芯片故障,高等级的洁净环境是产线正常运行的核心条件。公司搭建 “设计-建设-运维” 全周期洁净管控体系,保障洁净环境的稳定:通过 CFD 气流模拟技术优化送回风布局与参数,核查并消除气流死角、短路等隐患,实现单向流全域均匀覆盖,及时排出微粒避免堆积;梳理化学试剂、特种气体的物料特性与管道布局,预判泄漏点并配置专用吸附、定向排风装置,从源头杜绝化学污染;建立常态化洁净度检测和交叉污染排查机制,定期开展粒子、污染物检测,动态调整控制参数,确保洁净室环境持续满足处理器生产的高洁净度要求。



防微振控制能力

防微振控制能力在量子处理器产线建设中同样关键。处理器芯片的制备、极低温环境的实现、操控与测量,对地基乃至空气传递的微米级振动都极为敏感,我们通过高精度振动传感网络,对场地及潜在振源进行全频段(1-100Hz为主)量化诊断,建立振动响应图谱,并创新性采用参数化有限元仿真技术构建耦合动力学模型,精准模拟交通、内部设备等多振源在最不利工况下的综合作用,提前可视化呈现未来实验室全域的振动等级分布,使振动控制从“被动补救”转向“主动设计”。针对超标区域,我们通过多种先进技术手段反复推演,直至将核心区微振动稳定控制在目标水平,精准匹配超导量子计算、原子干涉仪等设备的极限要求,在建设前期即大幅消除振动不确定性,为量子比特的长时间相干、超高精度测量与实验数据的终极可靠性提供坚如磐石的静默环境保障。




高供电可靠性保障能力

量子计算处理器产线属于连续化高精度生产,供电中断或电压波动易致晶圆报废、设备损坏,引发重大损失。为此构建全冗余全备份供电保障体系:采用全主全备双路独立供电,配自动无缝切换装置,规避单路径故障;配套大容量快速启动柴油发电机组与 UPS 系统,实现零延时切换,保障核心设备持续供电;加装 DVR 动态电压补充系统,实时补偿电压偏差,防止设备异常和工艺漂移,全方位提升供电可靠性,护航产线稳定量产。



高集成全自动化生产厂房建设能力

结合量子计算处理器产线产能提升、工艺升级需求,针对传统人工运维效率低、管控精度不足问题,我们打造高集成全自动化生产厂房,实现厂务与工艺系统智能化协同。天车系统软件接入全厂自动化管控平台,实现晶圆转运无人化精准调度,动态调参缩短转运周期、降低损伤风险;工艺与厂务系统深度对接,工艺数据实时同步,实现厂务系统联动调控、精准匹配生产需求;依托 FMCS 搭建全域可视化平台,实现数据采集、故障预警、能耗优化,达成厂房运维无人值守、智能调控,提升运维效率与管控精度。



中电二公司以过硬的技术、丰富的经验和高效的执行力,圆满完成了一个又一个重点量子实验室建设项目。未来,中电二公司将持续深耕量子实验室建造领域,不断精进核心技术、优化服务体系,为更多国家量子实验室项目提供全方位、高品质的工程支撑,助力我国量子科技在前沿探索与产业应用中持续突破,为科技强国征程注入源源不断的动力。


传承精益  感恩七秩

赓续奋进  创新提质


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