據物理學家組織網報道,美國與澳大利亞科學家成功制造出晶體管——由7個原子在單晶硅表面構成的一個“量子點”,標志著我們向計算能力的新時 代邁出了重要一步。
量子點(quantum dot)是納米大小的發光晶體,有時也被稱為“人造原子”。雖然這個量子點小,長度只有十億分之四米,但卻是一臺功能健全的電子設備,也是一 臺用原子故意造出來的電子設備。它能用于調節和控制像商業晶體管這樣的設備的電流,而且標志著我們向原子刻度小型化和高速、電腦新時代邁出的 重要一步。
我們在晶體硅上面用磷原子替換了7個硅原子,并達到了驚人的度。這是重大的科技成就,是表明制造‘電腦’(用硅原子制造的量子電腦)可行性的關鍵一步。”將原子置于某個物體表面的技術——掃描隧穿顯微鏡——已問世二十年之久。在此之前,沒人能利用該技術去制造原子精度的電子設備,然后令其處理來自微觀世界的電子輸入。
目前,商業晶體管閘極(transistor gate,該裝置可令晶體管充當電流的放大器或開關)的長度約為40納米(1納米相當于十億分之一米),量子電腦技術中心的研究團隊正在開發長度僅為 0.4納米的設備。
西蒙斯教授指出,20年前,唐-艾格勒(Don Eigler)和埃哈德-施魏策爾(Erhard Schweizer)在IBM公司的阿爾馬登研究中心,用氙原子造出了IBM公司的標識。二人利用一臺掃描隧穿顯微鏡,將 35個氙原子置于鎳表面,拼出了“IBM”三個字母。
艾格勒和施魏策爾的研究論文發表于《自然》雜志上,他們寫道:“設備小型化的基本原理是顯而易見的”。二人還在論文中多次提出警告,并在后總結說:“原子刻度的邏輯電路和其他設備的前景距離我們有些遙遠。”西蒙斯教授說:“當時看似遙遠的事情如今變成了現實。我們利用這種顯微鏡不僅可以觀測或熟練操作原子,還能用7個原子制造原子精度的設備,令其在真實的環境中工作。”