存储历史性革命！复旦大学发明“量子闪存”，一个电子就是一比特

7月17日凌晨，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室传来重磅消息——周鹏-刘春森团队在《科学》（Science）上发表了他们的最新研究成果。这项名为“量子闪存”（Quantum Flash）的技术，直接挑战了半导体存储领域一个长期悬而未决的终极难题：能否在室温下实现单个电子的稳定存储？

答案是肯定的。他们构建出一种全新的共面漏极-沟道-源极“归壹”结构，在27℃的室温环境下，首次清晰观测到了单电子的非易失性存储行为。这个结果，不仅彻底打破了“单电子存储”无法实现的传统认知，更重要的是，它在物理层面开创了单电子量子存储的全新理论体系——为AI时代最底层的算力革命，奠定了一块关键的理论基石。

电子作为不可分割的基本粒子，理论上就是构筑数据最小单元的终极载体，也就是所谓的“单电子存储”。但问题在于，这个想法在过去几十年里，一直被科学界视为“理论上可行、实验中无法观测”的空中楼阁——因为要操控单个电子的量子行为，实在太难了。

团队没有选择绕开这个问题，而是从量子力学的基本原理出发，重新审视了单个电子操控的边界。他们发现，二维半导体原子级厚度的天然“囚禁”效应，恰好提供了一个绝佳的操控平台。基于此，他们独创性地提出了自对准平面裁剪方案，成功构建出那个关键的“归壹”结构。

实验结果非常亮眼：仅需注入单个电子，存储窗口就达到了0.5伏特，数据在室温下就能保持稳定。作为对比，1997年《科学》杂志报道的硅基单电子存储，其存储窗口只有55mV，而且数据仅能维持5秒。现在这项新工作，将室温下的单电子量子态信号放大了近一个数量级，并且——这才是关键——具备了真正的非易失性。

这意味着什么？它意味着信息存储的密度已经被推到了量子理论极限：一个电子对应一个比特。对于面向人工通用智能（AGI）的高密度存储需求来说，这无疑是开辟了一条全新的技术路径。

目前，团队已经系统性地打通了从底层材料、器件创新到高端芯片集成与应用的全链条。他们有三项核心成果：“破晓”实现了存取速度的突破，“归壹”解决了密度极限问题，“长缨”则完成了与现有CMOS硅工艺兼容的原型芯片验证。这套组合拳，思路非常清晰。

▲ 与硅工艺兼容的“归壹”单电子存储器件

实用化的前景也正在快速推进。复旦大学表示，如果这项技术最终落地，未来的手机、电脑、服务器将有望搭载超高速、超大容量、而且断电不丢数据的存储芯片。这意味着，AI助手将能真正记住你几个月前的对话，无需反复解释；算力也不会再被存储瓶颈“拖后腿”。

接下来，团队计划在1到3年内实现产品落地。他们打算成立公司，对接人工智能头部客户，引入战略合作伙伴，借助社会力量和政府支持，把原始创新转化为新质生产力。值得一提的是，由于二维半导体异质集成工艺的复杂度远低于传统体硅晶体的掺杂、隔离方案，未来的存储芯片在成本上甚至有望与主流产品持平或更具优势。