Китайски учени постигнаха ключов технологичен пробив, който се очаква да ускори усилията на страната в квантовите изчисления и развитието на полупроводниците.
Изследователският институт по физическо и химическо инженерство на ядрената промишленост, базиран в Тиендзин филиал на China National Nuclear Corp, обяви в понеделник, че е произвел масово изотоп силиций-28 с изключително висока чистота.
Продуктът се отличава с изотопно изобилие над 99,99 процента, което слага край на зависимостта на Китай от вноса на материала.
Хан Лигуо, старши изследовател, ръководещ проекта, каза, че естественият силиций съдържа три изотопа – силиций-28, силиций-29 и силиций-30 – като силиций-28 представлява 92,2 процента.
Характеризиран с нулево ядрено въртене, силиций-28 може значително да намали смущенията от шума на околната среда в квантовите изчисления, което му спечелва титлата „най-чистият силиций на Земята“.
„За разлика от това, силиций-29, друг стабилен изотоп, открит в естествения силиций, създава смущения в квантовите изчислителни операции“, каза Хан. „За да се сведе до минимум такава намеса, изотопното изобилие на силиций-28 трябва да бъде повишено над 99,99 процента.“
Според института само шепа държави са усвоили мащабно производство на стабилни изотопи. В резултат на това Китай зависеше от вноса на стабилни изотопни продукти от висок клас, ситуация, която ограничи развитието на свързани индустрии, засегна сигурността в ключови сектори и възпрепятства независимия напредък в производството на съвременно оборудване, ядрената медицинска диагностика и граничните научни изследвания.
Основан през 1964 г., институтът е водещият изследователски орган в Китай, специализиран в технологията за разделяне на изотопи. През последните години тя използва своя опит в ядрените технологии, за да разработи оборудване и процеси за масово производство на стабилни изотопи.
Институтът заяви, че е създал напълно независима изследователска и производствена система, осигуряваща вътрешни доставки на стабилни изотопи.
Хан каза, че силиций-28 с висока чистота е идеален материал за производство на базирани на силиций кубити. Той значително подобрява кохерентността на кубита и прецизността на контрола, осигурявайки критична материална подкрепа за изследването и развитието на базирани на силиций квантови компютри.
Изотопът може да се използва и в полупроводници от висок клас, каза тя, добавяйки, че полупроводниковите компоненти, направени от силиций-28, предлагат подобрена топлопроводимост и стабилност на производителността, създавайки широки възможности за използване в усъвършенствано производство на чипове.
Lei Zengguang, академик от Китайската академия по инженерство и експерт по ядрени материали и ядрени горива, каза, че технологията на стабилните изотопи е ключов компонент на ядрената индустрия.
„Това може да изглежда като ниша, но е основна технология за много критични сектори, включително прецизно производство, квантова технология, биомедицина, мониторинг на околната среда и ядрена енергия“, каза Лей.
„Получаването на пълен независим контрол върху основната технология за разделяне на стабилни изотопи отдавна е споделена цел за тези от нас, работещи в индустрията. През последните години Изследователският институт по физическо и химическо инженерство на ядрената промишленост постигна големи пробиви, като успешно изолира повече от 20 важни стабилни изотопа.“
Новата възможност за масово производство на силиций-28 с изотопно изобилие над 99,99 процента означава, че китайските инженери не само са усвоили съответните технологии, но и са затворили критична празнина в индустриалната верига, каза Лей.
Той каза, че постижението има големи последици за китайската квантова технология и индустрията за чипове от висок клас.
Отвъд тези сектори силиций-28 с висока чистота също има значителен потенциал за приложения в модерно медицинско лечение и изследване на космоса, добави той.