具有量子态操纵的稳固单电子存储器近期取得了里程碑式突破,特别是复旦大学周鹏-刘春森团队于2026年7月17日在《Science》发表的“量子闪存(Quantum Flash)”成果,首次在室温下实现了单电子的非易失性存储与量子态工程化操控,将电荷存储信息密度推至“一电子一比特”的理论极限。
最新研发进展
室温稳固观测:利用二维半导体原子级厚度构建“归壹”(漏-沟-源共面)结构,抑制边缘电容,在27℃室温下观测到单电子引起0.5 V的阈值电压漂移,数据保持超5000秒且无衰减,推翻了单电子存储需极低温的传统认知。
量子态操纵理论:首创“态密度剪刀”机制,在能量空间精准“裁剪”特定量子态使其消失,实现了对单电子量子态的可设计、可操控,并观测到编程电压量子化、自限制编程等新奇量子行为。
能效与密度极限:传统DRAM存1比特需约20万个电子,该技术仅需1个电子,功耗降至几万分之一,信息密度达量子理论极限。
未来展望与挑战
产业化落地:团队计划推进工程化与大规模集成,拟基于现有半导体产线改造验证,目标3-5年内实现商业化,赋能存算一体架构,解决AI算力的“存储墙”与高能耗痛点。
终端应用变革:有望让手机、PC在极低功耗下运行本地大模型,实现长上下文记忆且不发热,推动AGI终端部署。
核心挑战:需解决大规模阵列中的均一性与良率问题,克服二维材料与现有CMOS产线兼容集成的工艺难点,并确保在复杂工况下的长期量子态稳定性。