记者15日从中核集团了解到，我国科学家在稳定同位素富集领域取得关键性突破，首次成功实现丰度超过99.99%的硅-28同位素自主量产，产品关键指标达国际先进水平。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。科研团队介绍，这项科研突破，将为我国硅基量子计算芯片的自主研制，以及先进制程半导体、精确导航、计量基准等前沿科技领域高质量发展提供坚实支撑。

要了解这项科研突破，首先要回答一个问题，什么是量子计算。

核工业理化工程研究院稳定同位素技术研发中心副总经理蔡伟介绍：“我们日常使用的电脑、手机依靠经典逻辑计算，基本单元只有0和1两种状态，而量子计算依托量子叠加、纠缠特性，量子比特可同时承载多种状态，能并行处理海量复杂运算，专攻传统计算机难以攻克的难题。也就是说，每个点位上所存储的信息和计算量会跟常规逻辑计算有指数级的上升，特别适合在需要大量并行计算的时候。什么时候可能会需要并行计算？比如说预报天气，需要地面的观测数据、卫星的观测数据等，去推断一个地区接下来天气会怎么演变，这里面所用到的模型和参数变量会非常多。”

科研人员介绍，当下，量子计算处于多条技术路线协同推进的过程中，包括超导、硅基量子点、光量子、离子阱等。其中，由于硅基量子点路线在后续进行量子芯片生产时所使用的制造工艺和目前代际半导体芯片的制造工艺基本一致，所以被认为将在未来大规模发展量子计算时具有突出优势。

这就说到此次科研突破的关键——为什么高纯硅对硅基量子芯片如此重要？蔡伟解释，其原因就在于硅-28这种硅的稳定同位素的独特属性。

硅是一种非金属元素，天然硅中有三种同位素：硅-28、硅-29和硅-30，其中硅-28占比92.2%，这种同位素可极大降低量子计算中的环境噪声干扰，被誉为“世界上最纯净的硅”。而天然硅中的另一种稳定同位素——硅-29会对量子计算产生干扰。如果把硅-29定义为“杂质”，“杂质”多了，量子计算就会失败。而此次，中国科学家直接把硅-28的丰度，从自然状态下的92%左右提升到99.99%，并且实现公斤级量产。

蔡伟表示，硅基量子计算必须用硅-28同位素作为基石，如果做不到，想要构建自主的、完整的量子计算产业，几乎就不可能实现，从海外进口，那这会严重地受制于人。

除量子计算外，超高丰度硅-28在先进制程半导体、高端导航、计量基准等前沿领域也有重要应用前景。完成此项突破的中核集团核工业理化工程研究院团队，此前已先后实现钼、碲、镍等12种元素、26种稳定同位素的生产，持续推动稳定同位素分离技术的工程化与产业化。

据央视新闻客户端（总台央视记者 崔霞 陶嘉树）

来源：成都日报