建造量子计算机的几个设计方案都基于硅材料。其中一项受到广泛关注的方案将“量子位”（qubits）存储在另一种元素的原子中，如磷，并将这些嵌入在一层薄薄的超纯净硅-28层位之上。然而对于这种基于硅材料的设计方案，其中最大的难度就在于常规的硅材料中有很多硅原子并非硅-28，在市面上销售的商业硅晶片中，几乎有8%的材料是由其他硅的同位素材料制成的，比如硅-29，这样的材料会造成量子芯片出错。

美国的物理学家们已经设计出一种方法，能够制备纯度比以往传统方法高出40倍的硅-28材料。他们完成这项工作所依赖的最重要的设备是质谱仪，这是一种一般用于鉴定物质成分的设备，其原理是测量样品中不同原子的质量大小来分辨不同的元素成分。通过将硅离子送入一个大型磁场，质量上存在差异的不同硅同位素原子就能够被相互分离开，因为较重的硅同位素离子被磁场偏转的角度会更小一些，而那些质量较轻的同位素离子则会在磁场作用下发生更大的偏转。