量子前瞻获悉,近日,复旦大学周鹏、刘春森团队在国际顶级期刊《科学》上发表了关于“量子闪存”(Quantum Flash)的重磅成果,成功研制出单电子量子闪存器件“归壹”。
该器件实现了“一电子一比特”的量子极限,并在室温下实现了单电子的非易失性存储。
据悉,该团队围绕在单电子存储、室温稳定、高信号与高窗口、低功耗与非易失上实现了历史性的突破。
单电子存储:将存储信息载体从传统的“数十万个电子”压缩至“单个电子”,实现了“一电子一比特”,将电荷存储的信息密度提升至理论极限。
室温稳定:首次在室温(27℃)环境下清晰观测到单电子的非易失性存储行为,打破了单电子存储只能在极低温下观测的传统认知。
高信号与高窗口:通过器件结构优化,单电子注入产生的电压变化(存储窗口)达0.5V,信号强度较早期单电子存储放大近一个数量级,跨过了商业化应用的门槛。
低功耗与非易失:单电子存储功耗降至传统存储器的几万分之一,且数据断电不丢失,完美兼顾了高速、大容量、低功耗与非易失性。
在核心技术原理上,该团队利用二维半导体原子级厚度的天然“囚禁”优势,独创性地提出了自对准平面裁剪方案,成功构建出共面的漏极-沟道-源极“归壹”结构。
该结构将干扰信号(寄生电容)压制到3%以下,极大增强了量子效应的可观测性。
在理论创新(“态密度剪刀”理论)上,运用在微观世界中引入“零态密度”区间,精准“裁剪”掉不需要的量子态,实现了对单电子量子态的工程化精准操控,揭示了反常量子存储行为。
在应用前景上,该器件能极大降低AI计算中数据搬运的能耗,实现“存算一体”,解决AI算力瓶颈,支持端侧设备(如手机、PC)本地运行大模型,实现更快的响应和更长的上下文记忆。
