本申請涉及計(jì)算機(jī)熱管理領(lǐng)域，特別涉及一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、量子計(jì)算機(jī)主要由量子寄存器、量子測量裝置、控制系統(tǒng)及其他部件組成。其中運(yùn)算系統(tǒng)因?yàn)楦咚佟⒏哳l、高負(fù)荷的計(jì)算量，整體發(fā)熱及較大。而高溫又嚴(yán)重制約著處理器的運(yùn)算能力，高溫也會影響量子計(jì)算機(jī)內(nèi)部的光學(xué)元器件的運(yùn)行精度。

2、因此，對量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行熱管理是非常迫切且能顯著發(fā)揮其性能的一個(gè)措施。該系統(tǒng)可確保量子計(jì)算機(jī)時(shí)刻處于適宜的溫度范圍，當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)，能自動將熱量帶走，降低量子計(jì)算機(jī)的溫度。同時(shí)過低的環(huán)境溫度也會影響量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行性能，例如處于低溫環(huán)境下，量子計(jì)算機(jī)芯片中的半導(dǎo)體材料的載流子（電子和空穴）遷移速率會下降，會直接影響其運(yùn)算能力。

3、現(xiàn)有的熱管理方法如風(fēng)冷、液冷散熱等，還存在噪音大，對裝置的密封性能要求高，且不能在低溫情況下補(bǔ)充熱量等問題，而量子計(jì)算機(jī)因?yàn)閮?nèi)部涉及大量的精密光學(xué)器件和特殊半導(dǎo)體元件，要求環(huán)境溫度穩(wěn)定，散熱效率高且對計(jì)算機(jī)影響小，因此需要一種新型的熱管理系統(tǒng)，來確保量子計(jì)算機(jī)的正常使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請為解決現(xiàn)有的熱管理方法如風(fēng)冷、液冷散熱等，還存在噪音大，對裝置的密封性能要求高，且不能在低溫情況下補(bǔ)充熱量等問題，提供一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，包括：柔性導(dǎo)熱模塊、熱二極管模塊和熱量均衡模塊；

2、所述柔性導(dǎo)熱模塊一端設(shè)有與量子計(jì)算機(jī)的發(fā)熱源配套的接口，另一端設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)卡扣，所述柔性導(dǎo)熱模塊通過所述卡扣與所述熱二極管模塊一端卡接；

3、所述熱二極管模塊材料為非對稱結(jié)構(gòu)的聲子熱導(dǎo)率材料；

4、所述熱量均衡模塊包括連接層、吸熱層和散熱層，所述吸熱層設(shè)在所述連接層和所述散熱層之間；

5、所述連接層設(shè)有凹槽，所述熱二極管模塊的另一端嵌入所述凹槽中；

6、所述吸熱層內(nèi)部充滿冷卻液。

7、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，所述柔性導(dǎo)熱模塊設(shè)有熱屏蔽層，所述熱屏蔽層為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部填充氣凝膠。

8、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，所述柔性導(dǎo)熱模塊還包括內(nèi)層，所述內(nèi)層貼合在所述熱屏蔽層的內(nèi)表面上，所述內(nèi)層的材質(zhì)為石墨烯粉末和粘黏劑。

9、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，所述熱屏蔽層外層采用金屬材質(zhì)。

10、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，所述吸熱層內(nèi)部設(shè)有曲形通道，所述曲形通道兩端封閉，所述冷卻液儲存在所述曲形通道中。

11、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，所述冷卻液為氟化液，所述氟化液的比熱容為：1.0~1.5kj/kg℃。

12、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，所述散熱層設(shè)有多個(gè)散熱柱，所述散熱柱固定在所述吸熱層上表面，所述散熱柱上固定有多個(gè)鰭片。

13、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括微型發(fā)熱模塊，所述微型發(fā)熱模塊固定在所述柔性導(dǎo)熱模塊上，并設(shè)在所述接口與所述卡扣之間；

14、所述微型發(fā)熱模塊被配置為：對所述量子計(jì)算機(jī)行加熱。

15、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括溫度監(jiān)測模塊，所述溫度監(jiān)測模塊與所述微型發(fā)熱模塊電連接；

16、所述溫度監(jiān)測模塊被配置為檢測所述量子計(jì)算機(jī)的環(huán)境溫度，獲得環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，并將所述環(huán)境溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給所述微型發(fā)熱模塊；

17、所述微型發(fā)熱模塊還被配置為，接收所述環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，比較所述環(huán)境溫度數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)溫度，當(dāng)所述環(huán)境溫度數(shù)據(jù)低于所述預(yù)設(shè)溫度時(shí)，開啟加熱；

18、當(dāng)所述環(huán)境溫度數(shù)據(jù)高于或等于所述預(yù)設(shè)溫度時(shí)，停止加熱。

19、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，溫度監(jiān)測模塊由多個(gè)微型高分辨率傳感器組成。

20、本申請?zhí)峁┮环N量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，可以對量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行全方位的環(huán)境監(jiān)測和熱量管理，通過微型發(fā)熱模塊改變了傳統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)僅能散熱，不能補(bǔ)充熱量的局面。實(shí)現(xiàn)了當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)，能自動將熱量帶走，降低量子計(jì)算機(jī)的溫度。當(dāng)環(huán)境溫度過低時(shí)，能自動補(bǔ)充熱量，使得溫度滿足運(yùn)行需求。

技術(shù)特征：

1.一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：柔性導(dǎo)熱模塊（100）、熱二極管模塊（200）和熱量均衡模塊（300）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性導(dǎo)熱模塊（100）設(shè)有熱屏蔽層（110），所述熱屏蔽層（110）為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部填充氣凝膠。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性導(dǎo)熱模塊（100）還包括內(nèi)層（120），所述內(nèi)層（120）貼合在所述熱屏蔽層（110）的內(nèi)表面上，所述內(nèi)層（120）的材質(zhì)為石墨烯粉末和粘黏劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述熱屏蔽層（110）外層采用金屬材質(zhì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述吸熱層（320）內(nèi)部設(shè)有曲形通道，所述曲形通道兩端封閉，所述冷卻液儲存在所述曲形通道中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻液為氟化液，所述氟化液的比熱容為：1.0~1.5kj/kg℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱層（330）設(shè)有多個(gè)散熱柱（331），所述散熱柱（331）固定在所述吸熱層（320）上表面，所述散熱柱（331）上固定有多個(gè)鰭片（332）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括微型發(fā)熱模塊（500），所述微型發(fā)熱模塊（500）固定在所述柔性導(dǎo)熱模塊（100）上，并設(shè)在所述接口與所述卡扣之間；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫度監(jiān)測模塊（400），所述溫度監(jiān)測模塊（400）與所述微型發(fā)熱模塊（500）電連接；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，溫度監(jiān)測模塊（400）由多個(gè)微型高分辨率傳感器組成。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及計(jì)算機(jī)熱管理領(lǐng)域，提供一種量子計(jì)算機(jī)的熱管理系統(tǒng)，包括：柔性導(dǎo)熱模塊、熱二極管模塊和熱量平衡模塊。柔性導(dǎo)熱模塊柔性導(dǎo)熱模塊可以將熱量封閉在模塊內(nèi)部，降低對環(huán)境的影響。熱二極管模塊一端連接柔性導(dǎo)熱模塊，熱二極管模塊可以實(shí)現(xiàn)熱量的單向?qū)?，減少不必要的熱量損失。熱量平衡模塊中層具有封閉的多流道，用于冷卻液的儲存，實(shí)現(xiàn)降溫功能，頂層有多鰭片式散熱結(jié)構(gòu)，用于將熱量向外部散發(fā)。本申請的熱管理系統(tǒng)還通過微型發(fā)熱模塊改變了傳統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)僅能散熱，不能補(bǔ)充熱量的局面。實(shí)現(xiàn)了當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)，能自動將熱量帶走，降低量子計(jì)算機(jī)的溫度。當(dāng)環(huán)境溫度過低時(shí)，能自動補(bǔ)充熱量，使得溫度滿足運(yùn)行需求。

技術(shù)研發(fā)人員：劉艷華,劉永華,薛宏,張曉林,張星,何楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：易迅通科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6