下一代计算机的关键？单原子晶体管在原子尺度下操控量子计算

微型技术可能对下一代计算机产生巨大的影响，大幅增强内存性能和处理能力。取得这些进步的关键在于数个原子甚至单原子晶体管的发明。

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美国国家标准与技术研究院（NIST）和马里兰大学的科学家们最近发表的研究成果，为如何实现这种微型技术提供了设计蓝图。

据《科学新闻》（Science News）报道，该项尝试面临的一大挑战是如何复制这么小的晶体管，其作用类似于微型开关。凭借其设计方法，NIST领导的团队成为史上第2个造出单原子晶体管的团队，也是第一个批量造出仅有单电子的晶体管的团队，这些晶体管的几何结构可以在原子层面上操纵。

科学家们还能控制量子隧穿（quantum tunneling）现象，从而影响单个电子穿过物理间隙或晶体管电子屏障的速度。管理这一过程的意义在于使晶体管实现量子力学中的“量子纠缠”。这可能会引导出生成量子比特（量子位）的新方法，后者是量子计算的基本信息单位。

美国国家标准与技术研究院的研究员理查德·西尔弗解释说，其精确复制能充当量子位的设备的方法有几项关键创新，比如用硅层密封磷原子以保护它们，然后向嵌入的原子发送电流。

他们的成就还有个值得注意的地方，就是这种与微型晶体管进行电接触的方法成功率几乎有100%，这使该设备可以作为电路的一部分运行。

来源：bigthink，编译：Sail2008

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