硅基量子芯片核心材料高丰度硅-28实现自主量产

量子计算被认为是下一代科技革命的重要引擎。硅基量子芯片则是最有可能推动量子计算规模化应用的技术之一。6月15日，中核集团宣布，其首次成功实现硅基量子芯片核心材料——丰度超99.99%的硅-28同位素的自主量产，产品关键指标达到国际先进水平。

硅有三个同位素“兄弟”：硅-28、硅-29、硅-30。其中，硅-28被誉为“世界上最纯净的硅”，其原子核自旋为零、可极大降低量子计算中的环境噪声干扰，是研制硅基量子芯片不可或缺的关键材料。

获取高丰度的硅-28，就像在黄米里挑出细微差别的小米，不仅要精准识别极其微小的同位素差异，更要将这些微量颗粒高效汇集。从原料提纯到分离富集，每一步工艺都在挑战物理与工程的双重极限。

长期以来，全球稳定同位素制备技术壁垒极高，仅有极少数国家具备规模化生产高丰度硅-28的能力。这制约了我国量子科技、先进半导体、高端医疗装备等关键产业自主可控发展。

此次成果由中核集团旗下中国原子能工业有限公司所属核工业理化工程研究院研发，其突破标志着我国在构建自主可控、协同高效的稳定同位素产业格局方面迈出实质性步伐，将为我国硅基量子计算核心材料的自主研制以及先进制程半导体、高端导航、计量基准等前沿科技领域高质量发展提供坚实支撑。

中国科学院院士俞大鹏认为，这一突破彻底解决了硅基量子计算“无米之炊”的燃眉之急，为我国硅基量子计算实现规模化比特操控铺平了道路。

曾在核工业理化工程研究院工作多年的中国工程院院士雷增光感慨，高丰度硅-28同位素制备从技术攻关到量产落地，凝聚了科研团队多年的心血。

稳定同位素是支撑前沿科技探索与国家安全的关键基础材料，在核医学成像、精准放疗、核安保溯源、环境追踪、基础物理研究等领域具有不可替代的战略价值。据了解，除了硅-28，核工业理化工程研究院后续还将面向核能与核医疗、航空航天、量子信息、粒子物理、深空探测等领域的重大需求，开展系列稳定同位素产品的研发。