《科學》刊發復旦團隊成果：單電子量子存儲實現里程碑式突破

存儲芯片所帶來的數據交互延時與功耗問題，是制約算力提升的根本瓶頸。破解算力困局，呼喚存儲技術的顛覆性突破。

記者17日了解到，中國專家團隊的最新研究成果實現了“單電子存儲”，即：只用1個電子就能存1比特信息，且關閉電源，信息不會丟失。北京時間7月17日，復旦大學周鵬—劉春森團隊的這項研究成果發表于《科學》(Science)主刊。

《科學》雜志方面評價，這項研究成果“前景廣闊、潛在高影響力，在存儲物理學和納米器件工程領域備受關注”，“引入新理論機制(態密度剪刀)，使得量子態的工程化操控成為可能”。

據了解，此前最新技術的動態隨機存儲器(DRAM)需要在器件中保持20萬個電子才能夠獨立表示一個信息位，限制了高密度的可能性。這意味著現在的電腦、手機存儲數據本質是靠“攢電子”，存一個0或者1需要20萬個電子，既費電，又占地方，速度容易“卡”。

周鵬教授解釋，如果把存儲電荷的器件看成一個“大水庫”，在以往的技術中，需要把水庫蓄滿才知道里面是否有水，但水庫同時還在不斷漏水。現在，研究團隊通過改變“水庫”結構，用“一滴水”即可“無泄漏”地感知世界。

20世紀末，美國科學家試圖在實驗室觀測單電子存儲時，單個電子僅僅貢獻了數十毫伏的電壓變化，且在不到5秒的時間內即狀態消失。這場曇花一現的實驗，一度讓全球科學界對單電子存儲的觀測與應用不抱希望。

周鵬—劉春森團隊從量子力學基本原理出發，重新審視單個電子操控的邊界，發明了“量子閃存”(Quantum Flash)技術。團隊首次在室溫(27℃)環境下，清晰地觀測到了單電子的非易失性存儲行為。而此前，這種宏觀可觀測的量子化行為在科學界一直被默認只能在極低溫環境下出現。

周鵬—劉春森團隊成功打造出能真正滿足人工通用智能(AGI)需求的存儲器。該存儲器達到了“一電子、一比特”電荷信息存儲的最高峰，該團隊在世界上率先揭示了一種前所未見的反常量子存儲行為：在能量空間中用一把無形的“量子剪刀”將特定的量子態精準“裁剪”使其憑空消失。

未來，人們的手機或筆記本電腦在存儲環節的耗電會大幅減少，存儲所占空間會大幅壓縮。新技術成熟后，更強的AI可以直接存在終端中，即使不聯網也能夠流暢使用。