我科学家研制出单电子量子闪存器件

发布时间:2026-07-21 09:52:53
来源: 科技日报
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       作为算力的底层基石,存储芯片所带来的数据交互延时与功耗问题,是阻碍算力提升的根本瓶颈。7月17日,复旦大学周鹏、刘春森团队在《科学》杂志上发表最新成果:团队发明“量子闪存”技术,研制出具有全球最大非易失量子存储窗口的器件,开创单电子量子存储理论体系,为量子存储工程应用补齐关键理论短板。

  理论上,“一电子、一比特”是存储密度的物理极限,但当前主流动态随机存储器存储1比特信息要消耗约20万个电子。

  如果把存储器件看作一个“蓄水池”,电子就是池中的“一滴水”。观测单电子存储,就像试图感知“一滴水”在巨大水库中的波动。团队基于量子力学基本原理,依托二维半导体原子级厚度的电子束缚优势,设计出名为“归壹”的量子闪存器件,首次在27℃室温环境下观测到单电子稳定存储行为,突破了同类实验中单电子状态难以在室温下稳定保持、量子行为无法清晰观测的技术瓶颈。

  “归壹”仅注入单个电子就能形成0.5伏特存储窗口,满足商业化落地标准,达到了“一电子、一比特”电荷存储的理论顶峰。该器件能从底层降低算力功耗,是适配人工通用智能发展的新一代存储核心。

  团队还独创性提出“态密度剪刀”理论,并在世界上首次揭示了一种前所未见的反常量子存储行为:在能量空间中用一把无形的“量子剪刀”将特定的量子态精准“裁剪”使其凭空消失。

  这一成果不仅开创了单电子量子存储的全新理论体系,更为量子存储走向工程应用,拼上了至关重要的一块理论版图。


(责任编辑:于昊阳)

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