Китай запускает массовое производство кремния-28 для квантовых технологий

Промышленное производство изотопа с чистотой более 99,99% закладывает фундамент для снижения квантовых шумов в кремниевых процессорах и укрепляет технологическую автономию страны в области квантовых вычислений

Китай анонсировал запуск промышленного производства изотопа кремния-28 с чистотой свыше 99,99% — важного компонента для кремниевых квантовых процессоров. Разработка была осуществлена организациями Китайской национальной ядерной корпорации (CNNC) и рассматривается как значимый шаг к уменьшению технологической зависимости в сфере квантовых вычислений.

Проект был реализован Институтом физико-химической инженерии ядерной промышленности (RIPCENI), который входит в структуру ядерной отрасли Китая. Именно здесь удалось довести технологию производства и очистки изотопа до уровня стабильного промышленного выпуска, а не только лабораторных партий.

Кремний-28 представляет собой стабильный изотоп кремния, практически не содержащий примесей других изотопов. Его значимость для квантовых технологий обусловлена физикой декогеренции: в квантовых чипах даже незначительные колебания атомной решётки могут нарушать состояние кубитов. В обычном кремнии такие колебания неизбежны из-за присутствия смеси изотопов, в то время как почти чистый кремний-28 значительно снижает уровень «фона» и повышает стабильность квантовых состояний.

По словам академика Юй Дапэна (Yu Dapeng) из Китайской академии наук, применение такого материала позволяет перейти к масштабируемому управлению кубитами в кремниевых квантовых системах — то есть к архитектурам, где возможно одновременное управление множеством квантовых элементов без утраты устойчивости вычислений.

По оценкам академика Китайской инженерной академии Лэй Цзэнгуана (Lei Zengguang), переход от исследований к массовому производству занял годы и стал этапом, который фактически переводит технологию из экспериментальной области в сферу промышленной инженерии.

В CNNC подчеркивают, что программа развития расширяется: теперь речь идет о создании линейки стабильных изотопов для ядерной энергетики, медицины, аэрокосмической индустрии, квантовой информации, физики частиц и исследований дальнего космоса.

Стабильные изотопы находят применение в различных сферах — от медицинской диагностики и радиотерапии до экологического мониторинга и фундаментальной физики. Их промышленное производство рассматривается как одна из основ высокотехнологичной экономики.

На данный момент RIPCENI уже освоил производство 26 типов стабильных изотопов 12 элементов, включая молибден, теллур, никель, цинк, кремний и иттербий.

Основное значение разработки заключается в том, что Китай получает полный цикл производства ключевого материала для кремниевых квантовых чипов внутри страны. Это усиливает контроль над технологической цепочкой квантовых вычислений и снижает зависимость от внешних поставок сверхчистых изотопов.