亚利桑那大学科学家推出突破性的 PB 赫兹速度晶体管

快速阅读: 据《技术点》最新报道，亚利桑那大学团队研发出全球最快的拍赫兹量子晶体管，利用激光操控石墨烯电子运动实现超快运算。这一突破或将引领计算新时代，推动多领域发展。研究成果已发表于《自然通讯》，团队正推进其商业化应用。

**编者按：**
亚利桑那大学可能成为世界上首个诞生拍赫兹级晶体管的地方。如果成功，这项研究工作可能会标志计算新时代的开启，在这个时代里，光速而非电力将决定创新的步伐。一支科研团队共同完成了这项突破性进展，这项进展有一天可能会让计算机的运行速度比当前最先进的处理器快数百万倍。这一发现由亚利桑那大学的研究人员及其国际合作者共同完成，主要聚焦于利用超快光脉冲调控石墨烯中的电子运动——这是一种仅一个原子厚的材料。《自然通讯》近期发表的研究表明，通过向石墨烯发射持续时间不足一万亿分之一秒的激光脉冲，电子可以几乎瞬间绕过障碍物。这种现象即为量子隧穿效应，长期以来令物理学家深感兴趣，但团队实时观察和操控它的能力标志着一个重要里程碑。

亚利桑那大学物理学和光学科学副教授穆罕默德·哈桑解释说，这一进步可能会带来拍赫兹级的处理速度——超过今天驱动计算机芯片速度的一千倍。他说，这样的飞跃将会彻底改变计算领域的格局，使从人工智能到太空研究、化学和医疗保健等各个领域取得巨大进展。哈桑之前领导开发了世界上最快速的电子显微镜，他与亚利桑那大学、加州理工学院喷气推进实验室以及慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的同事合作。他们的最初重点是研究当石墨烯暴露于激光下时如何导电。通常情况下，石墨烯对称的结构会导致两侧产生的电流相互抵消，从而没有净电流。然而，研究小组在修改石墨烯样品后意外发现了一个现象：单个电子能够“隧穿”通过材料，并且这个短暂事件可以在实时中捕捉到。这一意外结果促使进一步探索，并最终导致了哈桑将其称为“全球最快的拍赫兹量子晶体管”的发明。

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为了达成这一目标，研究人员采用了一款商用石墨烯光电晶体管，并加入了一层特殊硅膜。他们将其置于激光开关频率达638阿托秒的环境中。结果是一种可实现拍赫兹级运算的晶体管，这是一个以前被认为遥不可及的成就。不同于许多需高度受控实验条件的科学突破，这种新型晶体管可在日常环境下正常运作。这为该技术走向商业化并融入下一代电子设备铺平了道路。

哈桑和他的团队正与Tech Launch Arizona携手申请专利并推动其商业化。下一步目标是研发一款采用标准商用激光器的晶体管版本，从而使该技术更容易被行业合作伙伴采用。

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