我國科學(xué)家最新研究成果登上《科學(xué)》雜志
千億次計(jì)算機(jī)有望濃縮成Pad
來源：北京晚報(bào) 2013-4-10 張航
每秒運(yùn)算上千億次的超級計(jì)算機(jī)，只有迷你Pad般大小。不發(fā)熱，充一次電使用時(shí)間可達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年。你可以隨時(shí)在掌中開展工作，或者遠(yuǎn)程控制家里的電器，而不用擔(dān)心“性能不夠、電量不夠”。這是量子反常霍爾效應(yīng)今后可能給我們帶來的生活改變。近日，清華大學(xué)物理系和中科院物理研究所的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)從實(shí)驗(yàn)上首次觀測到量子反常霍爾效應(yīng)。
130多年前，美國物理學(xué)家霍爾先后發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)和反常霍爾效應(yīng)。1980年，德國科學(xué)家馮•克利青發(fā)現(xiàn)整數(shù)量子霍爾效應(yīng)，1982年，美國科學(xué)家崔琦和施特默發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，這兩項(xiàng)成果分別于1985年和1998年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。
由于人們有可能利用量子霍爾效應(yīng)發(fā)展新一代低能耗晶體管和電子學(xué)器件，這將克服電腦的發(fā)熱和能量耗散問題，從而有可能推動信息技術(shù)的進(jìn)步。然而，普通量子霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生需要用到非常強(qiáng)的磁場，因此應(yīng)用起來將非常昂貴和困難。但量子反常霍爾效應(yīng)的好處在于不需要任何外加磁場，這項(xiàng)研究成果將推動新一代低能耗晶體管和電子學(xué)器件的發(fā)展，可能加速推進(jìn)信息技術(shù)革命進(jìn)程。
研究團(tuán)隊(duì)專家、中科院院士薛其坤介紹說，目前芯片中的電子在運(yùn)動中受到散射，芯片發(fā)熱，速度變慢。而量子反常霍爾效應(yīng)會對電子的運(yùn)動制定一個(gè)規(guī)則，只能“一往無前”地前進(jìn)，未來將會帶來極低能耗的電子器件。
清華大學(xué)教授張首晟說，現(xiàn)代芯片處理器消耗約100瓦的功率，其中有約20%被浪費(fèi)在晶體管材料中。清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的專家成員告訴記者，量子反常霍爾效應(yīng)未來在電子器件中的應(yīng)用非常廣泛，首先電子設(shè)備將會不發(fā)熱，另外電子設(shè)備的元器件集成密度將大大提高，“上千億次的計(jì)算機(jī)能夠集成濃縮成一部Pad掌上電腦，或者迷你Pad，走進(jìn)尋常百姓家，這完全有可能。”
據(jù)了解，薛其坤院士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，在過去的近四年時(shí)間里，生長和測量了超過1000個(gè)樣品。這一成果已經(jīng)在美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表。
