建造量子計(jì)算機(jī)的幾個(gè)設(shè)計(jì)方案都基于硅材料。其中一項(xiàng)受到廣泛關(guān)注的方案將“量子位”（qubits）存儲(chǔ)在另一種元素的原子中，如磷，并將這些嵌入在一層薄薄的超純凈硅-28層位之上。然而對(duì)于這種基于硅材料的設(shè)計(jì)方案，其中最大的難度就在于常規(guī)的硅材料中有很多硅原子并非硅-28，在市面上銷(xiāo)售的商業(yè)硅晶片中，幾乎有8%的材料是由其他硅的同位素材料制成的，比如硅-29，這樣的材料會(huì)造成量子芯片出錯(cuò)。

美國(guó)的物理學(xué)家們已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種方法，能夠制備純度比以往傳統(tǒng)方法高出40倍的硅-28材料。他們完成這項(xiàng)工作所依賴(lài)的最重要的設(shè)備是質(zhì)譜儀，這是一種一般用于鑒定物質(zhì)成分的設(shè)備，其原理是測(cè)量樣品中不同原子的質(zhì)量大小來(lái)分辨不同的元素成分。通過(guò)將硅離子送入一個(gè)大型磁場(chǎng)，質(zhì)量上存在差異的不同硅同位素原子就能夠被相互分離開(kāi)，因?yàn)檩^重的硅同位素離子被磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的角度會(huì)更小一些，而那些質(zhì)量較輕的同位素離子則會(huì)在磁場(chǎng)作用下發(fā)生更大的偏轉(zhuǎn)。