单电子晶体管为量子计算铺路

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原子尺度的单电子晶体管 SketchSET

现今科技发展的瓶颈主要在于材料,随着电子产品越来越精密,其材料也越来越小型化,纳米级是发展趋势。

近日,美国匹兹堡大学的研究员们成功研制出了超小型单电子晶体管,这项成果将有助于我们制作出强大的量子计算机(能实现量子计算的机器)、性能优异的电子材料和高级的计算机储存器。

单电子晶体管是用一个或几个电子就能记录信号的晶体管,匹兹堡大学这款名为SketchSET的单电子晶体管首次完全由氧化物制成,其核心组件是一个直径1.5纳米的库伦岛和一两个负责对信号进行记录的电子(单电子晶体管中电荷之间有库仑相互作用,我们将这个微结构称之为库伦岛)。

因其能在极小的环境尺度下工作,所以它是一些高级计算机应用的材料的不二之选,比如理论上是现有超级电脑几倍数量级处理能力的量子计算机。

除此之外,使用这种微小的晶体管,我们还可以制出性能比现有存储器高出许多的致密存储器;其内部的库伦岛还可做人工原子之用;这样我们就能够研发出自然界没有的具有特殊性能的超导材料。

材料的发展真是超乎想象呢,旧时,我们拆开收音机还能用肉眼看到一堆的晶体管;现在,我们拆开电脑就只能看到集成一堆电路的芯片;未来,我们拆开硬盘又能看到什么呢?

图片和信息来源: popsci

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