泡泡资讯网

重磅消息!中国再获史诗级突破,振奋程度丝毫不输当年的两弹一星! 中核集团正式

重磅消息!中国再获史诗级突破,振奋程度丝毫不输当年的两弹一星!

中核集团正式官宣:我国首次实现丰度 99.99% 以上硅 - 28 同位素自主量产,这一技术突破的分量,堪比当年原子弹研制成功。

可能很多人第一眼看到这条新闻有点懵,不就是提纯个硅吗,沙子里到处都是的东西,至于上升到两弹一星的高度?还真至于。说白了,这次我们拿当年搞铀同位素分离的硬核技术,顺手把量子计算时代最关键的"卡脖子"材料给打通了。

这事往小了说是材料领域的一次突破,往大了说,等于直接给中国硅基量子芯片的发展铺好了最底层的跑道。

先给大家掰扯明白这东西到底金贵在哪。咱们平时说的硅,在自然界里其实是三兄弟凑一块儿过日子的:硅-28占了92.2%,是绝对的主力;剩下还有硅-29和硅-30,加起来不到8%。

普通芯片用着没问题,可到了量子计算这儿,硅-29就成了彻头彻尾的"捣乱分子"。

它的原子核自带自旋,像无数个微型小磁铁在那儿不停转,产生的磁噪声就像你在图书馆备考,旁边坐了一排不停嗡嗡说话的人,分分钟就能把量子比特那点脆弱的状态给搅没了。

而硅-28不一样,它原子核自旋为零,天生就是个安安静静的"乖宝宝"。要想让硅基量子计算机真正跑起来,就得把硅-29这些"噪音源"几乎全清出去,把硅-28的丰度拉到99.99%以上。

别小看这从92%到99.99%的几个百分点,难度堪比在一麻袋黄米里把混进去的小米一颗不剩全挑出来——这俩东西长得几乎一模一样,化学性质完全相同,普通的酸洗、冶炼、精馏根本分不清,只能靠原子质量那点微乎其微的差别,用物理方法一点点筛分。

这就得说到中核集团的老本行了。同位素分离这事,我们从搞两弹一星那会儿就开始啃硬骨头,几十年的技术积累不是白给的。

这次用的气体离心法,原理说起来简单:把硅变成四氟化硅气体,塞进每分钟几万转的离心机里,靠几十万倍的重力场把重一点的同位素甩到桶壁,轻一点的硅-28往中间聚。

可难就难在单台离心机的分离效率极低,分离系数还不到1.01,比当年分离铀同位素还费劲。想达到99.99%的丰度,就得成百上千台离心机首尾串联,一级一级反复提纯,中间任何一个环节出点差错,前面的功夫就全白费了。

也正因为难度太高,过去几十年高纯硅-28一直被少数几个国家攥在手里,不仅价格比黄金贵上百倍,还常年列在出口管制清单上。

以前国内搞量子研发的单位,能拿到毫克级的样品就不错了,想做公斤级的实验根本想都不敢想,说白了就是"巧妇难为无米之炊"。人家卡你材料,你芯片设计得再牛、算法再先进,没有合格的衬底材料,一切都是空中楼阁。

这次中核集团直接拿出了公斤级量产的成果,等于一脚踹开了这扇大门。而且别以为这东西只能用量子计算上,先进制程半导体、高端导航、精密计量这些领域都等着用。

比如2纳米、3纳米的芯片,用高纯硅-28做衬底,热导率能提升一大截,漏电和噪声也会明显下降;还有计量领域的"千克基准"硅球,也得靠这种超高纯度的同位素来做。

说它堪比两弹一星,当然不是说威力有多大,而是那种"别人卡不住我们脖子"的底气是一样的。

当年我们靠自己搞出了原子弹、氢弹,挺直了腰杆;今天我们又靠自己的技术积累,把下一代科技革命的核心材料攥在了自己手里。这条路没人教、没人带,全靠一代代科研人员闷头啃硬骨头啃出来的。从实验室里的几微克到工业化量产的公斤级,背后是十几年甚至几十年的技术沉淀。

接下来就有意思了,材料这关一打通,后面硅基量子芯片的研发节奏肯定会全面提速。毕竟不用再看别人脸色买材料,想怎么做实验就怎么做实验,想迭代多快就迭代多快。

量子计算这场竞赛,我们终于从"跟跑"的位置,真正站到了同一起跑线上。而这一切的起点,就是中核这瓶看起来不起眼的、装着世界上最纯净硅的小钢瓶。