建造量子計算機的幾個設(shè)計方案都基于硅材料。其中一項受到廣泛關(guān)注的方案將“量子位”（qubits）存儲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。然而對于這種基于硅材料的設(shè)計方案，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，這樣的材料會造成量子芯片出錯。

美國的物理學(xué)家們已經(jīng)設(shè)計出一種方法，能夠制備純度比以往傳統(tǒng)方法高出40倍的硅-28材料。他們完成這項工作所依賴的最重要的設(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，其原理是測量樣品中不同原子的質(zhì)量大小來分辨不同的元素成分。通過將硅離子送入一個大型磁場，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，因為較重的硅同位素離子被磁場偏轉(zhuǎn)的角度會更小一些，而那些質(zhì)量較輕的同位素離子則會在磁場作用下發(fā)生更大的偏轉(zhuǎn)。