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第490章 为量子芯片提供理论基础（第2页）

第一个原因是硅原子的大小只有0.12纳米，按照硅原子的这个大小来推算，一旦芯片工艺达到一纳米，基本上就放不下更多的晶体管了。

所以传统的硅脂芯片基本上已经达到极限了，如果到了1nm之后还强制加入更多的晶体管，到时芯片的性能就会出现各种问题。

第二原因则是量子隧穿效应，这是限制目前硅基芯片发展的最大因素了。

所谓隧穿效应，简单来说就是微观粒子，比如电子可以直接穿越障碍物的一种现象。

具体到芯片上面，就是当芯片的工艺足够小的时候，原本在电路中正常流动构成电流的电子就不会老老实实按照路线流动，而是会穿过半导体闸门，到处乱串，最终形成漏电等各种问题。

简单的来说，就像是一个人学会了穿墙术，直接从墙这一面穿到了另一面。

事实上，这种现象并不是指硅基芯片达到一纳米的时候才出现的效应。

在之前芯片达到20纳米的时候，硅基芯片就曾经出现过这种漏电现象。

只不过后来包括台积电等一些芯片制造厂家通过工艺上的改进之后才改善了这种问题。

后面到了7纳米到5纳米之间的时候，这种现象再次出现，而ASML则通过发明了EUV光刻机，这大幅提升了光刻能力，才解决了这一问题。

但未来随着芯片工艺越来越小，当传统的硅基芯片达到2纳米的时候量子隧穿效应导致的各种问题会逐渐暴露出来。

到了一纳米的迹象，即便一些芯片厂家能够突破这个大关，但整体的芯片性能理论上来说就不会优良，甚至会不会太稳定，有可能出现各种问题。

或许在这一过程中，科学家会想各种办法来解决这个问题。

但硅基材料本身的限制就在那里，它的发展潜力是有限的。

而寻找一种代替性的材料，亦或者发展其他发现的计算机，是芯片和计算机行业一直在做的事情。

量子芯片与量子计算机毫无疑问的是未来发展线路中占比最重要的一条。

在这方面，哪怕是有着最大可能性代替硅基芯片的碳基芯片，其重要性也略输一筹。

毕竟如今的量子计算机，已经构建了相当完善的理论基础，甚至实现了操控两位数量子比特的实体计算机，发展前途一片光明。

至于麻烦点，在于如何操控量子比特以及存储信息。

而他手中的这份拓扑物态的产生机制和特性的研究机理论文，可以在很大程度上解决这个问题。

这意味着量子计算机的比特操控数量能跨入三位数甚至是四位数。

别看传统硅基芯片计算机的芯片中动辄上百亿的晶体管，而量子比特的数量听起来少的可怜。

但实际上这两者根本就没法比较。

如果硬要PK的话，那么一台30个量子比特的量子计算机的计算能力，差不多和一台每秒万亿次浮点运算的经典计算机水平相当。

而量子计算机的计算能力，是随着量子比特的操控数指数上升的。

据科学家估计，一台一百比特的量子计算机，在处理一些特定问题时，计算速度将超越现有最强的超级计算机。

如果能将量子计算机的计算比特提升到五百，那么这台计算机将全方位吊打目前所有的超算。

当然，这些都是从理论上出发，至于具体实际情况，暂时还不知道。

不过理论上表现出的如此诱人前景，自然吸引了无数国家和科学机构将注意力投入到这个上面来。