科学家制成世界上最纯净的硅

科技日报北京5月8日电 （记者张梦然）英国曼彻斯特大学与澳大利亚墨尔本大学合作，研制出一种超纯硅，可用于构建高性能量子比特设备。这也是为可扩展量子计算机铺平道路所需的基本组件。发表在最新一期《自然·通讯材料》杂志上的研究成果，有望定义和推动量子计算的未来。

曼彻斯特大学先进电子材料教授理查德·库里表示：“这是一项有可能为人类带来变革技术的关键一步，它让人们有能力处理大规模数据，并能找到解决复杂问题的方法，例如应对气候变化和医疗保健等领域的挑战。”

硅是经典计算的基础材料，被认为是可扩展量子计算机的关键解决方案。在过去的60年里，科学家一直在学习如何设计硅以使其发挥出最佳性能。但在量子计算中，这一切都成了问题。

天然硅由3种不同质量的同位素组成——硅-28、硅-29和硅-30。其中硅-29约占硅的5%，会引起“核触发”效应，导致量子比特丢失信息。

在最新研究中，科学家提出一种新方法，能够去除硅中的硅-29和硅-30同位素。这种方法制成的硅将成为大规模制造量子计算机的完美材料，并且同时具有高精度。这是世界上最纯净的硅，为创建100万个量子比特提供了宝贵途径，这些量子比特甚至可制成针头大小。

这项新技术为可扩展量子设备的发展提供了清晰的路线图，并为构建可靠的量子计算机奠定了基础。其有望在人工智能、安全数据和通信、疫苗和药物设计以及能源、物流和制造等领域带来重大技术革新。

【总编辑圈点】

量子计算机与经典计算机完全不同，为其寻找合适的材料，也成为目前热门的研究方向。科研人员寻找了很多材料，比如石墨烯、金刚石、超导体、磁体……当然，构筑经典计算机的硅也是理想材料之一。不过从自然界中直接提取的硅有硅-28、硅-29、硅-30三种稳定的同位素，其中只有硅-28被认为是较为理想且纯净的量子计算材料。所以，要利用熟悉的硅，就需要提纯。科研团队在提纯之路上努力，让量子计算机离我们近一些，更近一些。