中国科学家在室温单电子非易失性量子存储技术上取得突破

中国科学家在室温单电子非易失性量子存储技术上取得突破，相关成果于7月17日凌晨发表于《科学》主刊。复旦大学周鹏-刘春森团队首次在室温环境下实现单个电子的非易失性存储，将存储功耗呈几何级数降低，有望破解算力提升中的数据交互延时与功耗瓶颈。

该研究打破了量子效应只能在极低温下稳定观测的物理限制。以往动态随机存储器（DRAM）需保持20万个电子才能表示一个信息位，而新器件仅需单个电子即可实现信息存储，达到物理极限。团队比喻称，传统技术需要“房间塞满20万人”才能感知有人，新器件因极致敏感，即使只进来一个人（一个电子），也能被精准捕捉。

此前，该团队已研制出世界最快400皮秒“破晓（PoX）”闪存器件，并融入CMOS工艺研发出“长缨（CY-01）”混合架构全功能闪存芯片，被Nature评价为“原创性突破”，入选2025年度“中国科学十大进展”。

为破解室温量子存储难题，团队首次提出“态密度剪刀”理论，通过构筑双狄拉克结构引入“零态密度”区间，实现量子态的精准裁剪。这一创新在能量空间中用无形“量子剪刀”将特定量子态消除，开创了单电子量子存储的全新理论体系。

在产业落地方面，该技术可通过半导体后道集成将存储单元直接集成在计算单元上方，使信息传输距离缩短至百纳米级，实现“存算一体”，从源头解决算力中心的能耗痛点。周鹏教授表示，团队计划于2025年下半年正式成立初创公司，首期目标是完成基于现有半导体产线改造的芯片验证。

《科学》评价该成果“前景广阔、潜在高影响力，在存储物理学和纳米器件工程领域备受关注”。复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室青年研究员刘春森和教授周鹏为论文通讯作者，刘春森和博士生向昱桐为第一作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。