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抵达存储密度顶峰!我国科学家发明“量子闪存”技术
来源:科技日报
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、刘春森团队在学术期刊《科学》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。
电子是不可分割的基础粒子,理论上“一电子、一比特”是存储密度的物理极限,但单电子量子效应极难稳定捕捉,长期被学界认定仅停留在理论层面。
该团队此前已研发400皮秒超快“破晓”器件、“长缨”混合架构闪存芯片,相关成果入选2025年度中国科学十大进展。此次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,设计共面的漏极-沟道-源极“归壹”结构,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。
这款名为“归壹”的量子闪存器件仅注入单个电子,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。据悉,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。
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二维共平面漏极-沟道-源极“归壹”结构
团队不但实现了在量子存储窗口上的跨越,而且在此基础上颠覆性创新,独创性地提出了“态密度剪刀”理论。基于这种全新的“剪刀机制”,团队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。《科学》期刊评价,该成果引入全新理论机制,让量子态工程化操控成为现实,在存储物理与纳米器件领域具备广阔前景与重大影响力。
来源:科技日报 文中图片由复旦大学提供
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