超导量子比特的工作环境要求极苛刻，稀释制冷机要把样品台降到10mK以下，靠的就是氦-3和氦-4混合工质在低温端蒸发吸热。氦气在这个温度区间是唯一能保持液态的工质，用量大、价格高，跑掉了就是真金白银往外流。
整体方案先从氦回收系统算起。稀释制冷机运行过程中，冷头换热器、管道法兰和样品口都会有微量氦气泄漏挥发，一台中型稀释制冷机每天损失的氦气量从几升到几十升不等。直接排到室内不仅浪费，还有窒息风险。回收系统的设计思路是在制冷机周围布置集气罩和真空抽气管路，把挥发的氦气抽到中央回收罐，再经过压缩机压缩、纯化去除水分和油污，最后重新液化回输到制冷机。设计回收率超过90%，实际运行中根据系统密封性不同，通常在85%到92%之间波动。
高纯氮气在实验室里承担两个角色。一是设备吹扫和置换，真空腔体焊接完成后用高纯氮置换内部空气，露点要做到-70℃以下，防止残留水汽在低温段结冰堵塞换热器。二是杜瓦保护和冷头预冷，液氮储罐的夹层保护、氦气储罐的氮气密封，都用高纯氮持续微量供应。用量按储罐容积和置换频次估算，一般一间标准量子计算实验室高纯氮月用量在20到40立方米。
高纯氩气主要用在真空腔体焊接环节。薄壁不锈钢管道和腔体的焊接必须在高纯氩保护气氛下进行，焊缝背面也要充氩保护，否则氧化层会在后续高温烘烤时释放气体，影响真空极限。焊接用氩纯度一般要求5N，露点-60℃以下。焊接作业集中在安装阶段，运行阶段氩气用量很小，按焊接工作量一次性采购即可。
供气方式有两条路线可选。一条是钢瓶组加回收系统，初期投入低，适合单台制冷机的小规模实验室。另一条是现场氦液化器配合大宗氦气储罐，适合多台制冷机并行运行的规模化实验室，单位氦气成本能降到钢瓶气的三分之一左右，但设备投资和维护门槛高，需要配备专职低温工程师。多数新建实验室走折中路线，先上钢瓶加回收，装机量上来后再考虑液化器。
终端纯化不可忽视。从回收系统回来的氦气虽然经过压缩净化，但在进入稀释制冷机之前还要再过一道纯化器，把残留的碳氢化合物和水分压到ppb级。制冷机内部的氦气纯度直接影响制冷效率和比特寿命，终端纯化器一般采用分子筛加催化吸附双塔结构，一塔运行一塔再生，切换周期两周一次。纯化器出口必须在线监测水分含量，露点达不到-100℃就不能往制冷机里送。
安全方面，氦气无色无味但会置换空气中的氧气。实验室必须安装氧浓度监测仪，低于19.5%自动报警并联锁排风。回收管路不能有死端，防止氦气局部积聚。制冷机操作间保持微负压，排风换气次数不低于每小时12次。氦-3因为放射性半衰期长达12年，操作区域还需要单独的辐射防护评估，但常规泄漏监测和通风措施与氦-4基本一致。所有钢瓶存放区跟实验区保持至少一堵防火墙的距离，钢瓶固定链每三个月检查一次松紧。
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