所以傳統的硅脂芯片基本上已經達到極限了,如果到了1n之后還強制加入更多的晶體管,到時芯片的性能就會出現各種問題。
第二原因則是量子隧穿效應,這是限制目前硅基芯片發展的最大因素了。
所謂隧穿效應,簡單來說就是微觀粒子,比如電子可以直接穿越障礙物的一種現象。
具體到芯片上面,就是當芯片的工藝足夠小的時候,原本在電路中正常流動構成電流的電子就不會老老實實按照路線流動,而是會穿過半導體閘門,到處亂串,最終形成漏電等各種問題。
簡單的來說,就像是一個人學會了穿墻術,直接從墻這一面穿到了另一面。
事實上,這種現象并不是指硅基芯片達到一納米的時候才出現的效應。
在之前芯片達到20納米的時候,硅基芯片就曾經出現過這種漏電現象。
只不過后來包括臺積電等一些芯片制造廠家通過工藝上的改進之后才改善了這種問題。
后面到了7納米到5納米之間的時候,這種現象再次出現,而as則通過發明了euv光刻機,這大幅提升了光刻能力,才解決了這一問題。
但未來隨著芯片工藝越來越小,當傳統的硅基芯片達到2納米的時候量子隧穿效應導致的各種問題會逐漸暴露出來。
到了一納米的跡象,即便一些芯片廠家能夠突破這個大關,但整體的芯片性能理論上來說就不會優良,甚至會不會太穩定,有可能出現各種問題。
或許在這一過程中,科學家會想各種辦法來解決這個問題。
但硅基材料本身的限制就在那里,它的發展潛力是有限的。
而尋找一種代替性的材料,亦或者發展其他發現的計算機,是芯片和計算機行業一直在做的事情。
量子芯片與量子計算機毫無疑問的是未來發展線路中占比最重要的一條。
在這方面,哪怕是有著最大可能性代替硅基芯片的碳基芯片,其重要性也略輸一籌。
畢竟如今的量子計算機,已經構建了相當完善的理論基礎,甚至實現了操控兩位數量子比特的實體計算機,發展前途一片光明。
至于麻煩點,在于如何操控量子比特以及存儲信息。
而他手中的這份拓撲物態的產生機制和特性的研究機理論文,可以在很大程度上解決這個問題。
這意味著量子計算機的比特操控數量能跨入三位數甚至是四位數。
別看傳統硅基芯片計算機的芯片中動輒上百億的晶體管,而量子比特的數量聽起來少的可憐。
但實際上這兩者根本就沒法比較。
如果硬要k的話,那么一臺30個量子比特的量子計算機的計算能力,差不多和一臺每秒萬億次浮點運算的經典計算機水平相當。
而量子計算機的計算能力,是隨著量子比特的操控數指數上升的。
據科學家估計,一臺一百比特的量子計算機,在處理一些特定問題時,計算速度將超越現有最強的超級計算機。
如果能將量子計算機的計算比特提升到五百,那么這臺計算機將全方位吊打目前所有的超算。
當然,這些都是從理論上出發,至于具體實際情況,暫時還不知道。
不過理論上表現出的如此誘人前景,自然吸引了無數國家和科學機構將注意力投入到這個上面來。