Modellering av utspädningskylare: Simulering och analys av 3He/4He-utspädningskylare i subkelvinområde

Abstract

Institutionen för mekanik och maritima vetenskaper vill tillsammans med Wallenberg Center for Quantum Technology och Atlas Copco utveckla en skalbar modell av en utspädningskylare. Alla större kvantdatorer kyls idag med hjälp av 3He/4Heutspädningskylare. Dessa system är väl beprövade och pålitliga, men problem uppstår när man vill utöka antalet kvantbitar i kvantdatorn. Detta beror på att kraven på kyleffekt ökar för att kunna hålla kvantbitarna vid tillräckligt låga temperaturer. Målet med projektet var att utveckla en modell som kan användas som grund för framtida forskning med syftet att modellera och öka kylsystemets totala kyleffekt.

Projektet inleddes med att skapa en förståelse för de individuella delsystemen i utspädningskylaren och modellera dem separat. Delsystemen implementerades därefter som klasser i en Pythonfil och integrerades sedan i en Jupyter Notebook för att sammanställa den kompletta modellen av utspädningskylaren.

Resultatet är en välfungerande modell vars värden överensstämmer med litteraturen, och inga tydliga ofysikaliska beteenden har observerats. Eftersom inga liknade modeller finns öppet tillgängliga utgör modellen en god grund för framtida forskning inom området.