據(jù)物理學家組織網(wǎng)報道，美國與澳大利亞科學家成功制造出世界上最小的晶體管——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(fā)光晶體，有時也被稱為“人造原子”。雖然這個量子點非常小，長度只有十億分之四米，但卻是一臺功能健全的電子設備，也是世界上第一 臺用原子故意造出來的電子設備。它不僅能用于調(diào)節(jié)和控制像商業(yè)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超高速、超強大電腦新時代邁出的 重要一步。

澳大利亞新南威爾士大學量子電腦技術中心（CQCT）和美國威斯康星大學麥迪遜分校研究人員組成的一個聯(lián)合小組在最新一期的《自然—納米技術》（Nature Nanotechnology）雜志上詳細描述了這一發(fā)現(xiàn)。參與這項研究的量子電腦技術中心主任米歇爾-西蒙斯（Michelle Simmons）教授說：“這項成就的重要性在于，我們不是令原子活動或是在顯微鏡下觀測原子，而是操縱單個原子，以原子精度將其置于表面，以制造能工作的電子設備。”

“澳大利亞研究小組已可以完全利用晶體硅制造電子設備，我們在晶體硅上面用磷原子替換了7個硅原子，并達到了驚人的精確度。這是重大的科技成就，是表明制造‘終極電腦’（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。

西蒙斯教授說：“電子設備究竟能有多小？我們正在驗證它的極限。澳大利亞的第一臺電腦在1949年上市，它占據(jù)了整個房間，你只能用手拿著零部件。今天，你可以將電腦放在手掌上，許多零部件的直徑甚至只是一根頭發(fā)直徑的千分之一。”

“現(xiàn)在我們已經(jīng)展示了世界上第一臺用硅材料在原子刻度下系統(tǒng)性制造的電子設備。這不僅對電腦用戶具有特別的意義，對所有澳大利亞人來說都極為重要。過去50年來，電子設備小型化一直是驅動全球經(jīng)濟生產(chǎn)率快速增長的關鍵因素。我們的研究表明，這個進程仍可以繼續(xù)。”

美澳聯(lián)合研究小組的主要目標是用硅原子制造量子電腦，澳大利亞人在該領域擁有獨一無二的人力資源，同時處于世界領先地位。這臺新電子裝置表明，實現(xiàn)設備在原子刻度下制造和測量的技術已經(jīng)開始來臨。

目前，商業(yè)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(fā)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，這也是當時世界上最小的標識。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(fā)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，并在最后總結說：“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(xiàn)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(huán)境中工作。”
責編AJX