我国科学家最新研究成果登上《科学》杂志

千亿次计算机有望浓缩成Pad

来源:北京晚报 2013-4-10 张航

  每秒运算上千亿次的超级计算机,只有迷你Pad般大小。不发热,充一次电使用时间可达数月甚至数年。你可以随时在掌中开展工作,或者远程控制家里的电器,而不用担心“性能不够、电量不够”。这是量子反常霍尔效应今后可能给我们带来的生活改变。近日,清华大学物理系和中科院物理研究所的联合团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。

  130多年前,美国物理学家霍尔先后发现了霍尔效应和反常霍尔效应。1980年,德国科学家冯•克利青发现整数量子霍尔效应,1982年,美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应,这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。

  由于人们有可能利用量子霍尔效应发展新一代低能耗晶体管和电子学器件,这将克服电脑的发热和能量耗散问题,从而有可能推动信息技术的进步。然而,普通量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场,因此应用起来将非常昂贵和困难。但量子反常霍尔效应的好处在于不需要任何外加磁场,这项研究成果将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展,可能加速推进信息技术革命进程。

  研究团队专家、中科院院士薛其坤介绍说,目前芯片中的电子在运动中受到散射,芯片发热,速度变慢。而量子反常霍尔效应会对电子的运动制定一个规则,只能“一往无前”地前进,未来将会带来极低能耗的电子器件。

  清华大学教授张首晟说,现代芯片处理器消耗约100瓦的功率,其中有约20%被浪费在晶体管材料中。清华大学研究团队的专家成员告诉记者,量子反常霍尔效应未来在电子器件中的应用非常广泛,首先电子设备将会不发热,另外电子设备的元器件集成密度将大大提高,“上千亿次的计算机能够集成浓缩成一部Pad掌上电脑,或者迷你Pad,走进寻常百姓家,这完全有可能。”

  据了解,薛其坤院士带领的团队,在过去的近四年时间里,生长和测量了超过1000个样品。这一成果已经在美国《科学》杂志上发表。

2013年04月10日 16:09:29  清华新闻网

更多 ›图说清华

最新更新