超导量子计算机的核心运算单元需要在10毫开尔文以下的极低温环境中工作，这个温度比宇宙微波背景辐射还要低两个数量级。维持这样的环境依赖稀释制冷机，而稀释制冷机的工质是氦3和氦4的混合气体。一座超导量子计算实验室的气体配套方案，本质上是围绕极低温环境的构建和维持展开的系统工程。
稀释制冷机利用氦3在氦4中的溶解吸热效应实现制冷。混合工质在蒸馏室中被加热分离，氦3蒸汽经过冷凝后通过节流孔进入混合室，在那里溶解到富氦4相中并吸收热量，从而将温度降至10毫开尔文以下。氦3是稀缺资源，全球年产量有限，价格昂贵，实验室通常按克级采购。氦4相对易得，但高纯度氦4的成本也不低。两种气体在制冷循环中不断被分离和混合，理论上损耗很小，但实际运行中密封件和阀门的微量泄漏需要定期补充。
氦气回收再液化系统是实验室供气方案的核心配置。稀释制冷机和其他低温设备排出的氦气如果直接排放，运行成本会高到不可接受。回收系统将排出的氦气收集、纯化后送入液化器重新液化，循环利用率可以达到90%以上。对于用量较大的实验室，现场配置氦液化器比频繁更换钢瓶更经济，但液化器本身的投资和运行维护成本需要纳入整体预算。用量较小的课题组可以采用钢瓶供气加回收袋的方案，定期将回收气送回供应商处再液化。
氮气在量子计算实验室中扮演辅助角色。设备安装和维护时需要用氮气吹扫真空管路和腔体，置换出空气和水汽。低温杜瓦的夹层保护也需要氮气维持微正压，防止湿空气进入导致结冰和绝热性能下降。超导磁体降温过程中，氮气用于预冷阶段的温度过渡，从室温逐步降到液氮温区后再切换到氦制冷。氮气用量按吹扫频次和设备规模测算，通常远低于氦气，但管路和阀门的配置同样需要考虑洁净度要求。
氩气主要用于真空腔体和管路的焊接。量子计算实验室的真空系统对漏率要求极高，焊接质量直接影响真空度维持。氩弧焊在焊接过程中用氩气保护熔池，防止氧化和气孔产生。部分超高真空部件的焊接需要在充氩手套箱中进行，对氩气纯度和含水量有严格要求。焊接完成后还需要用氦质谱检漏仪对焊缝进行检测，确保漏率达到设计标准。
安全方案是气体配套设计中不可忽视的环节。氦气虽然无毒，但在密闭空间中泄漏会置换氧气造成窒息风险，实验室需要配置氧气浓度监测仪和强制通风系统。高压气瓶的存放和使用必须符合特种设备管理规范，气瓶固定、减压阀校验、管路检漏都是日常操作的必要步骤。有毒或易燃气体如果涉及使用，还需要额外配置尾气处理和泄漏报警。供气方式的选择需要在投资成本、运行成本和供气可靠性之间做平衡。钢瓶加回收系统适合中小规模实验室，现场氦液化器适合用气量大且对连续性要求高的研究平台。
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