中國「純硅」成功突破!中國攻克硅基量子芯片關鍵材料
據中核集團,中國科學家在穩定同位素富集領域取得關鍵性突破,首次成功實現豐度超過99.99%的硅-28同位素自主量產,產品關鍵指標達國際先進水平。標誌着我國在構建自主可控、協同高效的穩定同位素產業格局方面邁出實質性步伐。
硅是一種非金屬元素,天然硅中有三種同位素:硅-28、硅-29和硅-30,其中硅-28占比92.2%,這種同位素可極大降低量子計算中的環境噪聲干擾,被譽為「世界上最純淨的硅」。而天然硅中的另一種穩定同位素——硅-29會對量子計算產生干擾。因此,要把干擾降到最低,就必須將硅-28豐度從92.2%提高到99.99%以上。
中核集團核工業理化工程研究院院長姜宏民介紹,提純硅-28,不是靠物質反應把硅-29變成硅-28,而是像篩豆子一樣把三種同位素分離開——硅-28富集到一側,硅-29和硅-30到另一側。總量不變,各組分豐度卻變了。
據介紹,除量子計算外,超高豐度硅-28在先進制程半導體、高端導航、計量基準等前沿領域也有重要應用前景。完成此項突破的中核集團核工業理化工程研究院團隊,此前已先後實現鉬、碲、鎳等12種元素、26種穩定同位素的生產,持續推動穩定同位素分離技術的工程化與產業化。