如果我们用完硅,技术进步会停止吗?

不会,还会有其他的替代品。

硅是地壳中第二丰富的元素,占地球质量的四分之一以上。

随着技术进步塑造了我们的世界,硅基计算正在迅速接近其极限。现代生活依赖于硅基半导体芯片,从计算机到智能手机,甚至医疗设备等等。

如果我们用完硅,技术进步会停止吗?

当前,硅基芯片可谓正值壮年,在性能方面已经远远超过了峰值。这并不意味着我们不需要考虑找到替代品。

计算机和未来的技术将需要更加灵活和极其强大。为了实现这一目标,我们需要制造比目前的硅基计算机芯片更出色的东西。而且,目前我们已经找到了以下三种潜在替代物。

1. 量子计算

如果我们用完硅,技术进步会停止吗?

利用量子物理学的力量,通过”量子比特”提供难以想象的处理能力,比硅晶体管要强大得多。然而,在量子计算的潜力被释放之前,物理学家们还有许多障碍需要克服。其中一个障碍是要证明量子机在完成特定任务方面比普通计算机芯片更出色。

2. 石墨烯和碳纳米管

石墨烯在2004年被发现,是一种真正的革命性材料,为其背后的团队赢得了诺贝尔奖。它非常坚固,可以导电和导热,只有一个原子的厚度,具有六边形晶格结构,而且可以大量使用。然而,石墨烯要想用于商业生产,可能还需要几年时间。

如果我们用完硅,技术进步会停止吗?

石墨烯面临的最大问题之一是它不能作为开关使用,这与可以通过电流开启或关闭的硅半导体不同。这意味着基于石墨烯的计算机,可能永远无法关机。

基于硅的计算机芯片已经开发了几十年,但石墨烯的发现只有十几年的历史。如果石墨烯要在未来取代硅,仍有许多困难需要克服。

如果我们用完硅,技术进步会停止吗?

但从理论上讲,它无疑是硅基芯片最理想的替代品。想想看,可折叠的笔记本电脑,速度超快的晶体管,不会被摔烂的手机。所有这些以及更多的东西在理论上都可以用石墨烯实现。

3. 纳米磁性材料

纳米磁体使用纳米磁性逻辑来传输和计算数据,通过使用双稳态的磁化状态来实现,这些磁化状态通过光刻技术贴在电路结构上。

如果我们用完硅,技术进步会停止吗?

纳米磁性逻辑的工作方式与硅基晶体管相同,通过磁化状态的切换来实现,利用偶极-偶极相互作用(每个磁体的南北极之间的相互作用)。

因为纳米磁性逻辑不依赖电流,所以功耗非常低。当考虑到环境因素时,它们将成为理想的替代品。

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