高純度矽-28問世 中攻克關鍵材料難題 量子芯片實現量產

中國量子科技領域再傳突破。中核集團15日宣布，中國科研團隊已成功實現純度超過99.99%的硅-28(矽-28)同位素自主量產，產品關鍵性能達到國際先進水準，標誌著中國在硅基量子計算核心材料領域取得重要進展，未來將有助於推動量子計算、先進半導體製造、高端導航及精密計量等戰略產業發展。

科技日報報導，此次成果由中核集團旗下中國原子能工業有限公司所屬核工業理化工程研究院完成研製與生產。業界認為，這項突破解決了長期困擾中國硅基量子計算發展的核心材料供應問題，為未來量子芯片(晶片)大規模製造與量子比特穩定操控奠定關鍵基礎。

報導指出，硅元素主要包含硅-28、硅-29及硅-30三種穩定同位素。其中，硅-28因核自旋特性較為理想，被視為製造高性能硅基量子芯片的重要材料。然而，要從天然硅中分離出高純度硅-28並進一步提升其純度，技術難度極高，不僅需要精準識別極其細微的同位素差異，還必須完成多道高難度提純與富集工序，因此長期被少數國家掌握。

過去，穩定同位素製備技術高度集中，成為制約中國量子科技、先進半導體及高端醫療設備產業自主發展的重要瓶頸。此次成功量產高純度硅-28，不僅提升關鍵材料自主供應能力，也有助於降低對外部技術與供應鏈的依賴，進一步支撐先進半導體國產化進程。

中國科學院院士俞大鵬表示，高純度硅-28的量產徹底解決了中國硅基量子計算「無米之炊」的問題，為未來實現規模化量子比特操控創造必要條件。中國工程院院士雷增光則指出，從技術攻關到量產落地歷經多年努力，具有重要里程碑意義。

中核集團表示，未來除持續提升硅-28產品能力外，也將面向核能、核醫療、航空航天、量子資訊、粒子物理及深空探測等領域需求，推動更多穩定同位素產品研發與產業化。隨著自主穩定同位素產業鏈逐步成形，中國在量子科技與高端製造領域的基礎材料保障能力可望進一步提升，為未來科技競爭增添重要籌碼。