中國科學院3納米晶體管股票

① 量子電腦會取代硅晶元電腦嗎

2000年，IBM公司宣布研製出利用5個原子作為處理器和存儲器的量子計算機，即量子電腦。

按摩爾定律，電腦處理器正在變得越來越小，其功能則正在變得越來越強。但是，目前的處理器製造方式預料會在今後10年左右達到極限。現在使用的平版印刷技術無法製造出分子大小的微器件，這促使研究人員嘗試利用基因鏈或通過開發其他微型技術來製造電腦。

量子計算機是一種基於原子所具有的神秘量子物理特性的裝置，這些特性使得原子能夠通過相互作用起到電腦處理器和存儲器的作用。量子計算機的基本元件就是原子和分子。IBM的這台量子計算機被認為是朝著具有超高速運算能力的新一代計算裝置邁出的新的一步。它可以用於諸如資料庫超高速搜索等方面，還可以用於密碼技術上，即密碼的編制和破譯。IBM公司利用這台量子電腦樣機解決了密碼技術中的一個典型的數學問題，即求解函數的周期。它可以一次性地解決這一問題的任何例題，而常規電腦需要重復數次才能解決這樣的問題。

微電子技術面臨挑戰，但傳統的製造業在挑戰面前並不氣餒，仍在不斷地探索解決問題的新途徑。美國電話電報公司的貝爾研究室於1988年研製成功了隧道三極體。這種新型電子器件的基本原理是在兩個半導體之間形成一層很薄的絕緣體，其厚度為1～10納米之間，此時電子會有一定的概率穿越絕緣層。這就是量子隧道效應。一層超薄的絕緣層好像是大山底下的一條隧道，電子可以順利地從山的這邊穿到山的那邊。由於巧妙地應用了量子隧道效應，所以器件的尺寸比目前的集成電路小100倍，而運算速度提高1000倍，功率損耗只有傳統晶體管的千分之一。顯然，體積小，速度快，功耗低的嶄新器件，對超越集成電路的物理限制具有重大意義。隨著研究工作的深入發展，近年科學家已研製成功單電子晶體管，只要控制單個電子就可以完成特定的功能。

在過去短短幾十年中，硅晶元走過一條高速成長之路。30納米晶體管技術將使硅晶元可以容納4億個晶體鋒。但這種增長不可能永遠持續下去。因為，硅晶元將很快走向終結。誰會成為傳統的硅晶元電腦的終結者?目前科學家看好光電腦、生物電腦和量子電腦，其中又以量子電腦呼聲最高。

光電腦利用光子取代電子進行運算和存儲，它用不同波長的光代表不同數據，可快速完成復雜計算。然而要想製造光電腦，需要開發出可用一條光束控制另一條光束變化的光學晶體管。現有的光學晶體管龐大而笨拙，用其製造台式電腦，將有一輛汽車那麼大，因此，光電腦短期內進入實用階段很難。

DNA(脫氧核糖核酸)電腦是美國南加州大學阿德勒曼博士1994年提出的奇思妙想，他提出通過控制DNA分子間的生化反應來完成運算。

DNA是生物遺傳的物質基礎，它通過4種核苷酸的排列組合存儲生物遺傳信息。將運算信息排列於DNA上，並通過特定DNA片段之間的相互作用來得出運算結果，是DNA計算機工作的主要原理。

網德勒曼教授是DNA計算機研究領域的先驅。他於1994年在實驗中演示，DNA計算機可以解決著名的「推銷員問題」，首次論證了這種計算技術的可行性。「推銷員問題」用數學語言來說，是求得在7個城市間尋找最短的路線，這一問題相對簡單，心算就可以給出答案。

但這次阿德勒曼教授用DNA計算機演示的新問題難度就大多了，靠人腦的計算能力基本無法處理，這個問題可以形象化地表述如下：假設你走進一個有100萬輛汽車的車行，想買一輛稱心的車。你向銷售員提出了一大堆條件，如「想買一輛4座和自動檔的」，「敞篷和天藍色的」，「寶馬車」等等，加起來多達24項。在整個車行中，能滿足你所有條件的車只有一輛。從理論上說，銷售員必須一輛輛費勁地找。傳統的電子計算機採用的就是這種串列計算的辦法來求解。

阿德勒曼等設計的DNA計算機則對這一問題進行了並行處理。他們首先利用DNA片段編碼了100萬種可能的答案，然後將其逐一通過不同容器，每個容器都放入了代表24個限制條件之一的DNA。每通過一個容器，滿足特定限制條件的DNA分子經反應後被留下，並進入下一個容器繼續接受其他限制條件的檢驗，不滿足的則被排除出去。

從解決這個問題的過程中可以看出，理論上，DNA計算機的運算策略和速度將優於傳統的電子計算機。阿德勒曼教授說，雖然他們的新實驗進一步提高了DNA計算機模型的運算能力，但總的來說，DNA計算機錯誤率還是太高；要真正超越電子計算機，還需要在DNA大分子操縱技術等方面有大的突破。而且目前流行的DNA計算技術都必須將DNA溶於試管液體中。這種電腦由一堆裝著有機液體的試管組成，神奇歸神奇，卻也很笨拙。這一問題得不到解決，DNA電腦在可以預見的未來將難以取代硅晶元電腦。與前兩者相比，量子電腦前景似乎更為光明。一些科學家預言，量子電腦將從新一代電腦研製熱潮中脫穎而出。

中國科技大學量子電腦研究專家也提出了與此類似的觀點，將量子形容為一種「玄而又玄」的東西，提出了一個比喻：如果一隻老鼠准備繞過一隻貓，根據經典物理理論，它要麼從左邊、要麼從右邊穿過。而根據量子理論，它可以同時從貓的左邊和右邊穿過。量子這種常人難以理解的特性使得具有5000個量子位的量子電腦，可在約30秒內解決傳統超級電腦要100億年才能解決的大數因子分解問題。由於意識到量子電腦問世後將對電腦及網路安全構成巨大沖擊，美國科研機構正在密切關注量子電腦的進展。不少國家從國家利益出發，正在量子電腦研究領域展開激烈的角逐。

以日本為例，日本郵政省於2000年決定增加量子信息技術的研究投入，預計到2010年將達到400億日元。按照日本郵政省的預計，量子信息技術將在2030午步人實用化階段。2000年，量子電腦研究捷報頻傳。先是中國科學院知識創新工程開放實驗室成功研製出4個量子位的演示用量子電腦。之後，美國IBM公司又推出5個量子位的演示用量子電腦。印度科學家也在緊鑼密鼓地開展此項研究，印度國家研究所的科學家說，量子電腦將於2005年問世。在美國加州理工學院，科學家們甚至已經在從事量子網際網路的研究。

量子電腦雖然威力無比，妙不可言，但要真正為人類造福還需耐心期待。由於量子電腦的原理與構造和傳統計算機截然不同，科學家的研製工作幾乎是從零開始，十分艱難。而量子電腦運行時所需的絕對低溫、原子測控等苛刻條件更使這種「魔法」般玄妙的神物目前不可能像個人電腦機一樣走人尋常百姓家。但人們也不必失望，幾十年以後，當量子電腦走出實驗室，真正可以實際應用時，普通人完全可以通過互聯網訪問遠程的量子主機，指揮它於這於那，共享這項神奇的發明。

可以預料，雖然量子電腦距離實用化還有很長的一段路要走，但它取代硅晶元電腦可能只是時間問題。

② 中國晶元有多少是中科院做出的，技術含量如何

晶元已經是我們日常生活中不可缺少的東西了，小到我們日常使用的手機，大到電腦主機、超級計算器等設備都離不開晶元的功勞。晶元在電子設備中的地位就如同人類的大腦在身體中的地位一樣重要。可以說一個國家的晶元設計和製造水平反映出來的是一個國家的電子水平。就例如我們國家的華為和中興兩大企業。這兩大企業都是由於自身強大的晶元設計技術，而最終被美國封殺。尤其是近期的華為晶元事件。讓我們認識到了只有設計水平還不夠，還需要做到晶元製造和設計水平齊頭並進才可以。正是由於美國技術的封鎖，導致華為的麒麟晶元不得不宣告停產。為了避免此類事件再次發生，我們也意識到了自身的不足，因此決定大力發展半導體行業。實現晶元國產化，打造屬於自己的中國“芯”。那麼中國的晶元中，有多少是中科院做出來的呢？其技術含量又如何？

以上就是關於中國晶元的問題，歡迎各位補充。

③ 靳健的中國科學院蘇州納米所研究員

1996年獲吉林大學分析化學專業學士學位。2001年獲吉林大學物理化學專業博士學位。2001-2003年在東京大學先端科學技術研究中心做JSPS博士後。2004-2009年在日本物質材料研究機構先後任特別研究員、主任研究員。2009年4月加入中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所，百人計劃研究員，博士生導師。在Nature Mater.，Nature Nanotech.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.等刊物上發表論文50餘篇，擁有日本專利2項，留日期間曾主持日本文部科學省科學研究費、日本池谷科學技術財團研究助成金等4個科研項目。
主要科學貢獻：
（1）利用兩相界面，系統地研究了通過合理的設計和操縱分子間非共價鍵的協同作用構建各種功能納米結構組裝體。首次報道了在液/液界面利用π-π相互作用構建磁性納米粒子組裝體的新方法；（2）利用化學方法成功制備出了在室溫下保磁力超過2T的新型高各向異性氧化鐵納米材料。這是迄今為止發現的具有最大保磁力的金屬氧化物磁性材料，此材料可吸收30GHz -150GHz頻率的毫米波，可被用於作為電磁波干涉抑制材料；（3）2004-2008年期間，從事多孔超薄分離膜的設計、制備及其應用研究。作為項目負責人和主要完成人，完成了新型有機納米超薄膜和納米多孔分離膜的開發及其在分離中的應用兩個科研項目。制備出了厚度在5納米以下且具有很高的熱穩定性和機械穩定性的新型有機自支持超薄膜，是目前為止人工合成的最薄的自支持有機固體膜。此工作被日本多家媒體報道並申請日本國家專利兩項。同時，以無機納米線為基元設計開發出了多孔納米線纖維膜，此纖維膜具有極高的水透過速率，可模擬生物膜用於生物大分子的分離。
主要研究方向：納米多孔分離材料和分離膜；纖維過濾材料；CO2捕獲分離材料的設計開發；有機/無機納米復合膜；表面/界面自組裝。

④ 納米級量子電腦發展得如何

納米技術不但能使傳統的微加工技術達到更高的程度，同時它還在試圖以一種與以往相獨特的方法來製造電子元件。傳統的製造方法都在努力把大的東西做小，而納米技術卻要從底部出發，即由極小的分子元件組裝成大的器件。這種由小到大的方法被一致性的認為是未來的發展方向，下面就讓我們看看納米技術是如何打造超級電腦的。

分子計算機的研發

現代的電子計算機是根據二進制的原理製造的，就是說計算機內所有的數據指令都是以二進製表達的。

我們通常使用的計數方式是十進制，用的是0～9這10個數字來表示數的大小，而二進制只用0和1這兩個數字來表示數。大家對於這個了解下就可以了。二進制數用在計算機中進行加減乘除的運算非常方便。一個晶體管可以用兩種狀態，即打開和關閉，用打開狀態代表1，用關閉狀態代表0。分子中的化學鍵也可以有鏈接和斷開兩種狀態。那麼我們可不可以利用分子中化學鍵的開和關製造分子大小的開關，進而製造計算機呢？

美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的科學家就發明了一種新型分子開關，使分子計算機又向前邁進了一步。這一發明被選為「2000年世界十大科技進展」之一。

據介紹，這種分子開關非常的細，以一種叫套環烴的物質為基礎製成。它包括銜接在一起的兩個小環，每個小環由原子連接而成。這兩個小環以互鎖的方式銜接，就像是一小段鏈條。每個小環上都有兩個叫做「識別位置」的結構，它們能夠相互發生電化學作用。

現有的計算機基於二進位制，以晶體管的開和關兩個狀態來表示二進制的0和1。分子開關則有特殊的開和關狀態。當一個電脈沖通過套環烴分子時，其中一個環將會失去一個電子並繞另一個環轉動，這時分子開關處於「開」狀態。失去電子的環重新得到原來的電子，則使開關處於「關」狀態。套環烴開關能夠反復被打開和關閉，且能在常溫和固態下工作。實現分子開關的「開」和「關」狀態，相當於製造出了用於電子計算機的最簡單的邏輯門。邏輯門是現有計算機中央處理器工作的基礎。

接下來的任務，科學家們還需要研製出合適的導線，以將分子開關連接起來，並通過整體設計將其開發成計算機元件。經過反復研究商討之後，他們認為納米碳管有可能是理想的導線材料。

2001年7月，一群惠普公司和洛杉磯加州大學的研究人員在報告中說，他們已成功製造了厚度僅相當於一粒分子的初步電路邏輯閘。而目前，其他小組如耶魯大學和里斯大學的研究者們也准備宣布他們已成功製造了這種分子電路的其他基本計算部件。據他們說：他們已邁出重要的一步，並且超過了惠普和洛杉磯加州大學的研究者們。

在7月份的示範中，那個分子閘可移入「開」或「關」的位置，但不能恢復原位。可是耶魯和里斯大學的研究小組卻說，他們能夠控制分子閘的開關，這是表述0和1的必要步驟。惠普實驗室的科學家說他們在製造寬度少於12個原子的傳導電線組中邁出了重要的一步，這是把分子開關連結起來的決定性步驟，有朝一日，這次前進將可能使電腦的運算速度比現在快許多倍。

據悉，某些在高度保密環境下工作的實驗室，正在其他方面取得進展。其中一個實驗室正在研製一種分子裝置，它可儲存隨機存取數據。

如果成功製造出分子記憶裝置，將來只需花費幾美元費用，就可獲得巨大的貯存容量，這對於我們將會是一個巨大的財富。一項近期可實施的應用方式，可能是把整部具有數碼影碟質量的電影，儲存在一個比普遍半導體晶元還小很多的空間里。

分子計算機運行所需的電力比現有計算機大大減少，這將使它的功效達到目前硅晶元計算機的百萬倍。而且，分子計算機能夠安全保存大量數據，使用它的用戶可不必進行文件刪除工作也可保持可用空間。此外，分子計算機還有希望免受計算機病毒、系統崩潰和碰撞等故障的影響，使計算機系統變的更加具有穩定性安全性。

光子計算機的研發

1990年，美國的貝爾實驗室推出了一台由激光器、透鏡、反射鏡等組成的電腦。這就是光子計算機的雛形。光子計算機又叫光腦。電腦是靠電荷在線路中的流動來處理信息的，而光腦則是靠激光束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列來對信息進行處理的。與電腦相似的是，光腦也靠產生一系列邏輯操作來處理和解決問題。

電腦的功率取決於其組成部件的運行速度和排列密度，光子在這兩個方面做得都是很出色的。光子的速度即光速，為每秒30萬千米，是宇宙中最快的速度，激光束對信息的處理速度可達現有半導體硅器件的1000倍。光子不像電子那樣需要在導線中傳播，即使在光線相交時，它們之間也不會相互影響，並且在不滿足干涉的條件下也互不幹涉。光束的這種互不幹涉的特性，使得光腦能夠順利地在極小的空間內開辟很多平行的信息通道，並且密度大令人吃驚。一塊截面為5分硬幣大小的棱鏡，其通過能力超過全球現有電話電纜的許多倍。貝爾實驗室研製成功的光學轉換器，在印刷字母O中可以裝入2000個信息通道。因此，電子工程師們早就設想在電腦中使用光子了。

光腦的許多關鍵技術，如光互聯技術、光存儲技術、光電子集成電路等目前都已獲得突破。光腦的應用將使信息技術發展產生飛躍並且成為促進信息技術進步的關鍵之一。

生物計算機的研發

電腦的性能是由元件與元件之間電流啟閉的開關速度來決定的。科學家發現，蛋白質有開關特性，用蛋白質分子做元件製成的集成電路，稱為生物晶元。那麼使用生物晶元的計算機稱為生物計算機。已經研製出利用蛋白質團來製造的開關裝置有：遺傳生成晶元、合成蛋白質晶元、紅血素晶元等。

用蛋白質製造的電腦晶元，在1平方微米面積上可容納數億個電路。因為它的一個存儲點只有一個分子大小，所以存儲容量可達到普通電腦的10億倍。蛋白質構成的集成電路大小隻相當於矽片集成電路的10萬分之一，而且運轉速度是相當地快，它只有10～11秒，大大超過人腦的思維速度；生物電腦元件的密度比大腦神經元的密度高100萬倍，傳遞信息速度要比人腦思維速度快得多了。

生物晶元傳遞信息時阻抗小，耗能低，而且具有生物的特點，自我組織和自我修復的功能都將會出現。它可以與人體及人腦結合起來，聽從人腦指揮，從人體中吸收營養。把生物晶元植入人的腦內，可以使盲人復明，使人腦的記憶力成千上萬倍地提高；若是植入血管中，則可以監視人體內的化學變化，可以預防各種疾病的發生。

美國已研究出可以用於生物電腦的分子電路，它由有機物質的分子組成，只有現代電腦電路的千分之一大小。

生物電子技術是巧妙地將生物技術與電子技術融合在一起而產生的一種新技術。它利用微電子技術及生物技術，使DNA分子之間可以在某種酶的作用下瞬間完成生物化學反應，從一種基因代碼變成另一種基因代碼。反應前的基因代碼可作為輸入數據，反應後的基因代碼可以作為運算結果。如果控製得當，那麼還可以利用這種過程製成一種新型電腦。DNA制出的電腦運算速度是非常地快，它幾天的運算量就相當於目前世界上所有計算機問世以來的總運算量。此外，它的存儲容量非常大，超過目前所有計算機的存儲容量。再有，DNA電腦所耗的能量極低，只有一台普通電腦的十億分之一。

生物電腦是人們多年來的期望。有了它可以實現現有電腦無法實現的模糊推理功能和神經網路運算功能，它的出現是智能計算機的突破口之一，它也是發展計算機行業的引導查。一些科學家認為，這種新型電腦將很快就能取得實質性進展。

量子計算機的研發

2000年，IBM公司宣布研製出利用5個原子作為處理器和存儲器的量子計算機，即量子電腦。

按摩爾定律，電腦處理器正在變得越來越小，其功能則正在變得越來越強。但是令人遺憾的是，目前的處理器製造方式預料會在今後10年左右達到極限。現在使用的平版印刷技術無法製造出分子大小的微器件，這促使研究人員嘗試利用基因鏈或通過開發其他微型技術來製造電腦。

量子計算機是一種基於原子所具有的神秘量子物理特性的裝置，這些特性使得原子能夠通過相互作用起到電腦處理器和存儲器的作用。IBM的這台量子計算機被認為是朝著具有超高速運算能力的新一代計算裝置邁出的新的一步。量子計算機的基本元件就是原子和分子。它可以用於諸如資料庫超高速搜索等方面，還可以用於密碼技術上，即密碼的編制和破譯。IBM公司利用這台量子電腦樣機解決了密碼技術中的一個典型的數學問題，即求解函數的周期。它可以一次性地解決這一問題的任何例題，而常規電腦需要重復數次才能解決這樣的問題。

雖然微電子技術面臨挑戰，但傳統的製造業在挑戰面前並不會低頭氣餒，仍在堅持不斷地探索解決問題的新途徑。美國電話電報公司的貝爾研究室於1988年研製成功了隧道三極體。這種新型電子器件的基本原理是在兩個半導體之間形成一層很薄的絕緣體，其厚度為1～10納米之間，此時電子會有一定的概率穿越絕緣層。這就是所謂的量子隧道效應。一層超薄的絕緣層好像是大山底下的一條隧道，電子可以順利地從山的這邊穿到山的那邊。由於巧妙地應用了量子隧道效應，所以器件的尺寸比目前的集成電路小100倍，而運算速度提高1000倍，功率損耗只有傳統晶體管的千分之一。顯然，速度快，體積小，功耗低的嶄新器件，對超越集成電路的物理限制具有重大意義。隨著研究工作的深入發展，近年科學家已研製成功單電子晶體管，只要控制單個電子就可以完成特定的功能。

在過去幾十年中，硅晶元走過一條高速成長之路。30納米晶體管技術將使硅晶元可以容納4億個晶體鋒。但這種增長不可能永遠持續下去。因為，硅晶元的發展將很快走向盡頭。誰會成為傳統的硅晶元電腦的終結者?目前科學家看好光電腦、生物電腦和量子電腦，其中又以量子電腦呼聲最高。

光電腦利用光子取代電子進行運算和存儲，它用不同波長的光代表不同數據，可快速完成復雜計算。然而要想製造光電腦，需要開發出可用一條光束控制另一條光束變化的光學晶體管。現有的光學晶體管龐大而笨拙，用其製造台式電腦，將有一輛汽車那麼大，因此，光電腦短期內進入實用階段將是一件十分困難的事。

DNA(脫氧核糖核酸)電腦是美國南加州大學阿德勒曼博士1994年提出的奇思妙想，他提出通過控制DNA分子間的生化反應來完成運算。

DNA是生物遺傳的物質基礎，它通過4種核苷酸的排列組合存儲生物遺傳信息。將運算信息排列於DNA上，並通過特定DNA片段之間的相互作用來得出運算結果，是DNA計算機工作的主要原理。

網德勒曼教授是DNA計算機研究領域的先驅他開創了對DNA計算機的研究之路。他於1994年在實驗中演示，DNA計算機可以解決著名的「推銷員問題」，首次論證了這種計算技術的可行性。「推銷員問題」用數學語言來說，是求得在7個城市間尋找最短的路線，這么簡單的問題，心算就可以給出答案。

但這次阿德勒曼教授用DNA計算機演示的新問題難度就大多了，靠人腦的計算能力基本無法處理，形象化地表述如下：假設你走進一個有100萬輛汽車的車行，想買一輛稱心的車。你向銷售員提出了一大堆條件，如「敞篷和天藍色的」，「想買一輛4座和自動檔的」，「寶馬車」等等，加起來多達24項。在整個車行中，能滿足你所有條件的車只有一輛。從理論上說，銷售員必須一輛輛費勁地找。而現在傳統的電子計算機採用的就是這種串列計算的辦法來求解。

阿德勒曼等設計的DNA計算機則就是針對這一問題進行了並行處理。他們首先利用DNA片段編碼了100萬種可能的答案，然後將其逐一通過不同容器，每個容器都放入了代表24個限制條件之一的DNA。每通過一個容器，滿足特定限制條件的DNA分子經反應後就會被留下，並進入下一個容器繼續接受其他限制條件的檢驗，不滿足的則被排除出去。

從解決這個問題的過程中不難看出，理論上，DNA計算機的運算策略和速度將優於傳統的電子計算機。阿德勒曼教授說，雖然他們的新實驗進一步提高了DNA計算機模型的運算能力，但總的來說，DNA計算機還是存在太高的錯誤率；要真正超越電子計算機，還需要在DNA大分子操縱技術等方面有大的突破。而且目前流行的DNA計算技術都必須將DNA溶於試管液體中。這種電腦由一堆裝著有機液體的試管組成，神奇歸神奇，卻也很笨拙。如果這一問題得不到解決，DNA電腦在可以預見的未來將難以取代硅晶元電腦。與前兩者相比，量子電腦前景似乎更為光明。一些科學家預言，量子電腦將從新一代電腦研製熱潮中脫穎而出，成為今後重要研究的一個目標。

中國科技大學量子電腦研究專家也提出了與此相同的觀點，將量子形容為一種「玄而又玄」的東西，提出了一個比喻：如果一隻老鼠准備繞過一隻貓，根據經典物理理論，它要麼從左邊、要麼從右邊穿過。而根據量子理論，它可以同時從貓的左邊和右邊穿過。量子這種常人難以理解的特性使得具有5000個量子位的量子電腦，可在約30秒內解決傳統超級電腦要100億年才能解決的大數因子分解問題。由於意識到量子電腦問世後將對電腦及網路安全構成巨大沖擊，不少國家從自身國家利益出發，正在量子電腦研究領域展開激烈的角逐，時刻密切關注著量子電腦的發展進程。

2000年，量子電腦研究捷報頻傳。先是中國科學院知識創新工程開放實驗室成功研製出4個量子位的演示用量子電腦。之後，美國IBM公司又推出5個量子位的演示用量子電腦。在美國加州理工學院，科學家們甚至已經在從事量子網際網路的研究。

量子電腦雖然威力無比，妙不可言，要想它被廣泛地運用，真正為人類造福還需耐心期待。由於量子電腦的原理與構造和傳統計算機截然不同，科學家的研製工作幾乎是從零開始，十分艱難。

量子電腦運行時所需的絕對低溫、原子測控等苛刻條件更使這種「魔法」般玄妙的神物目前不可能像個人電腦機一樣走入尋常百姓家。但人們也不必失望，相信經過科學家的不懈努力，在不久的將來，當量子電腦走出實驗室，真正可以實際應用時，普通人完全可以通過互聯網訪問遠程的量子主機，指揮它於這於那，共享這項神奇的發明。

可以預料，雖然量子電腦距離實用化還有很長的一段路要走，但它取代硅晶元電腦可能只是時間問題。

⑤ 什麼是納米超級電腦

納米技術不但能使傳統的微加工技術達到更高的程度，同時這項技術本身正試圖以一種與以往不同的方法來製造電子元件。傳統的製造方法都在努力把大的東西做小，而納米技術卻要從底部出發，即由極小的分子元件組裝成大的器件。這種由小到大的方法被認為是未來的發展方向，下面就讓我們看看納米技術是如何打造超級電腦的。

分子計算機

現代的電子計算機是根據二進制的原理製造的，就是說計算機內所有的數據指令都是以二進製表達的。

什麼是二進制呢？我們通常使用的計數方式是十進制，用的是0～9這10個數字來表示數的大小，而二進制只用0和1這兩個數字來表示數。大家知道這個就可以了，以後有機會還可以學到更多關於二進制的問題。二進制數用在計算機中進行加減乘除的運算非常方便。一個晶體管可以用兩種狀態，即打開和關閉，用打開狀態代表1，用關閉狀態代表0。分子中的化學鍵也可以有鏈接和斷開兩種狀態。可不可以利用分子中化學鍵的開和關製造分子大小的開關，進而製造計算機呢？

美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的科學家就發明了一種新型分子開關，使分子計算機又向前邁進了一步。這一發明被選為「2000年世界十大科技進展」之一。

據報道，這種分子開關非常的細，以一種叫套環烴的物質為基礎製成。它包括銜接在一起的兩個小環，每個小環由原子連接而成。這兩個小環以互鎖的方式銜接，類似於一小段鏈條。每個小環上都有兩個叫做「識別位置」的結構，它們能夠相互發生電化學作用。

現有的計算機基於二進位制，以晶體管的開和關狀態來表示二進制的0和1。分子開關則有特殊的開和關狀態。當一個電脈沖通過套環烴分子時，其中一個環失去一個電子並繞另一個環轉動，這時分子開關處於「開」狀態。失去電於的環重新得到原來的電子，則使開關處於「關」狀態。套環烴開關能夠反復被打開和關閉，且能在常溫和固態下工作。實現分子開關的「開」和「關」狀態，相當於製造出了用於電子計算機的最簡單的邏輯門。邏輯門是現有計算機中央處理器工作的基礎。

接下來，科學家們還需要研製出合適的導線，以將分子開關連接起來，並通過整體設計將其開發成計算機元件。他們認為納米碳管有可能是理想的導線材料。

領導該項研究的科學家詹姆斯·希斯認為，將來的分子晶元有可能可以做到只有塵埃或沙粒那麼大。由這種晶元製成的計算機有可能被編織到衣服里。

2印1年7月，一群惠普公司和洛杉磯加州大學的研究人員在報告中說，他們已成功製造了厚度僅相當於一粒分子的初步電路邏輯閘。而目前，其他小組如耶魯大學和里斯大學的研究者們也准備宣布他們已成功製造了這種分子電路的其他基本計算部件。據他們說：他們已邁出重要的一步，超過了惠普和洛杉磯加州大學的研究者們。

在7月份的示範中，那個分子閘可移人「開」或「關」的位置，但不能返回原位。但是耶魯和里斯大學的研究小組說，他們能夠控制分子閘的開關，這是表述0和1的必要步驟。惠普實驗室的科學家說他們在製造寬度少於12個原子的傳導電線組中邁出了重要的一步，這是把分子開關連結起來的決定性步驟，有朝一日，它可使電腦的運算速度比現在快許多倍。

據悉，某些在高度保密環境下工作的實驗室，正在其他方面取得進展。其中一個實驗室正在研製一種分子裝置，它可儲存隨機存取數據。

如果成功製造出分子記憶裝置，將來只需花費幾美元費用，就可獲得巨大的貯存容量。一項近期可實施的應用方式，可能是把整部具有數碼影碟質量的電影，儲存在一個比普遍半導體晶元還小很多的空間里。在2～5年內，將會看到具有實用功效並投入運作的電路。

分子計算機運行所需的電力比現有計算機大大減少，這將使它的功效達到目前硅晶元計算機的百萬倍。而且，分子計算機能夠安全保存大量數據，使用它的用戶可不必進行文件刪除工作也可保持可用空間。此外，分子計算機還有希望免受計算機病毒、系統崩潰和碰撞等故障的影響。

光子計算機

1990年，美國的貝爾實驗室推出了一台由激光器、透鏡、反射鏡等組成的電腦。這就是光子計算機的雛形。光子計算機又叫光腦。電腦是靠電荷在線路中的流動來處理信息的，而光腦則是靠激光束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列來對信息進行處理的。與電腦相似的是，光腦也靠產生一系列邏輯操作來處理和解決問題。

電腦的功率取決於其組成部件的運行速度和排列密度，光子在這兩個方面都很理想。光子的速度即光速，為每秒30萬千米，是宇宙中最快的速度，激光束對信息的處理速度可達現有半導體硅器件的1000倍。光子不像電子那樣需要在導線中傳播，即使在光線相交時，它們之間也不會相互影響，並且在不滿足干涉的條件下也互不幹涉。光束的這種互不幹涉的特性，使得光腦能夠在極小的空間內開辟很多平行的信息通道，密度大得驚人。一塊截面為5分硬幣大小的棱鏡，其通過能力超過全球現有電話電纜的許多倍。貝爾實驗室研製成功的光學轉換器，在印刷字母O中可以裝入2000個信息通道。因此，電子工程師們早就設想在電腦中使用光子了。

光腦的許多關鍵技術，如光存儲技術、光互聯技術、光電子集成電路等目前都已獲得突破。光腦的應用將使信息技術發展產生飛躍。

生物計算機

電腦的性能是由元件與元件之間電流啟閉的開關速度來決定的。科學家發現，蛋白質有開關特性，用蛋白質分子做元件製成的集成電路，稱為生物晶元。使用生物晶元的計算機稱為生物計算機。已經研製出利用蛋白質團來製造的開關裝置有：合成蛋白質晶元、遺傳生成晶元、紅血素晶元等。

用蛋白質製造的電腦晶元，在1平方微米面積上可容納數億個電路。因為它的一個存儲點只有一個分子大小，所以存儲容量可達到普通電腦的10億倍。蛋白質構成的集成電路大小隻相當於矽片集成電路的10萬分之一，而且運轉速度更快，只有10～11秒，大大超過人腦的思維速度；生物電腦元件的密度比大腦神經元的密度高100萬倍，傳遞信息速度也比人腦思維速度快。

生物晶元傳遞信息時阻抗小，耗能低，而且具有生物的特點，具有自我組織和自我修復的功能。它可以與人體及人腦結合起來，聽從人腦指揮，從人體中吸收營養。把生物晶元植入人的腦內，可以使盲人復明，使人腦的記憶力成千上萬倍地提高；若是植入血管中，則可以監視人體內的化學變化，可以預防各種疾病的發生。

美國已研究出可以用於生物電腦的分子電路，它由有機物質的分子組成，只有現代電腦電路的千分之一大小。

生物電子技術是巧妙地將生物技術與電子技術融合在一起而產生的一種新技術。它利用微電子技術及生物技術，使DNA分子之間可以在某種酶的作用下瞬間完成生物化學反應，從一種基因代碼變成另一種基因代碼。反應前的基因代碼可作為輸入數據，反應後的基因代碼可以作為運算結果。如果控製得當，那麼就可以利用這種過程製成一種新型電腦。DNA電腦運算速度快，它幾天的運算量就相當於目前世界上所有計算機問世以來的總運算量。此外，它的存儲容量非常大，超過目前所有計算機的存儲容量。再有，DNA電腦所耗的能量極低，只有一台普通電腦的十億分之一。

生物電腦是人們多年來的期望。有了它可以實現現有電腦無法實現的模糊推理功能和神經網路運算功能，是智能計算機的突破口之一。一些科學家認為，這種新型電腦將很快就能取得實質性進展。

量子計算機

2000年，IBM公司宣布研製出利用5個原子作為處理器和存儲器的量子計算機，即量子電腦。

按摩爾定律，電腦處理器正在變得越來越小，其功能則正在變得越來越強。但是，目前的處理器製造方式預料會在今後10年左右達到極限。現在使用的平版印刷技術無法製造出分子大小的微器件，這促使研究人員嘗試利用基因鏈或通過開發其他微型技術來製造電腦。

量子計算機是一種基於原子所具有的神秘量子物理特性的裝置，這些特性使得原子能夠通過相互作用起到電腦處理器和存儲器的作用。量子計算機的基本元件就是原子和分子。IBM的這台量子計算機被認為是朝著具有超高速運算能力的新一代計算裝置邁出的新的一步。它可以用於諸如資料庫超高速搜索等方面，還可以用於密碼技術上，即密碼的編制和破譯。IBM公司利用這台量子電腦樣機解決了密碼技術中的一個典型的數學問題，即求解函數的周期。它可以一次性地解決這一問題的任何例題，而常規電腦需要重復數次才能解決這樣的問題。

微電子技術面臨挑戰，但傳統的製造業在挑戰面前並不氣餒，仍在不斷地探索解決問題的新途徑。美國電話電報公司的貝爾研究室於1988年研製成功了隧道三極體。這種新型電子器件的基本原理是在兩個半導體之間形成一層很薄的絕緣體，其厚度為1～10納米之間，此時電子會有一定的概率穿越絕緣層。這就是量子隧道效應。一層超薄的絕緣層好像是大山底下的一條隧道，電子可以順利地從山的這邊穿到山的那邊。由於巧妙地應用了量子隧道效應，所以器件的尺寸比目前的集成電路小100倍，而運算速度提高1000倍，功率損耗只有傳統晶體管的千分之一。顯然，體積小，速度快，功耗低的嶄新器件，對超越集成電路的物理限制具有重大意義。隨著研究工作的深入發展，近年科學家已研製成功單電子晶體管，只要控制單個電子就可以完成特定的功能。

在過去短短幾十年中，硅晶元走過一條高速成長之路。30納米晶體管技術將使硅晶元可以容納4億個晶體鋒。但這種增長不可能永遠持續下去。因為，硅晶元將很快走向終結。誰會成為傳統的硅晶元電腦的終結者？目前科學家看好光電腦、生物電腦和量子電腦，其中又以量子電腦呼聲最高。

光電腦利用光子取代電子進行運算和存儲，它用不同波長的光代表不同數據，可快速完成復雜計算。然而要想製造光電腦，需要開發出可用一條光束控制另一條光束變化的光學晶體管。現有的光學晶體管龐大而笨拙，用其製造台式電腦，將有一輛汽車那麼大，因此，光電腦短期內進入實用階段很難。

DNA（脫氧核糖核酸）電腦是美國南加州大學阿德勒曼博士1994年提出的奇思妙想，他提出通過控制DNA分子間的生化反應來完成運算。

DNA是生物遺傳的物質基礎，它通過4種核苷酸的排列組合存儲生物遺傳信息。將運算信息排列於DNA上，並通過特定DNA片段之間的相互作用來得出運算結果，是DNA計算機工作的主要原理。

網德勒曼教授是DNA計算機研究領域的先驅。他於1994年在實驗中演示，DNA計算機可以解決著名的「推銷員問題」，首次論證了這種計算技術的可行性。「推銷員問題」用數學語言來說，是求得在7個城市間尋找最短的路線，這一問題相對簡單，心算就可以給出答案。

但這次阿德勒曼教授用DNA計算機演示的新問題難度就大多了，靠人腦的計算能力基本無法處理，這個問題可以形象化地表述如下：假設你走進一個有100萬輛汽車的車行，想買一輛稱心的車。你向銷售員提出了一大堆條件，如「想買一輛4座和自動檔的」，「敞篷和天藍色的」，「寶馬車」等等，加起來多達24項。在整個車行中，能滿足你所有條件的車只有一輛。從理論上說，銷售員必須一輛輛費勁地找。傳統的電子計算機採用的就是這種串列計算的辦法來求解。

阿德勒曼等設計的DNA計算機則對這一問題進行了並行處理。他們首先利用DNA片段編碼了100萬種可能的答案，然後將其逐一通過不同容器，每個容器都放入了代表24個限制條件之一的DNA。每通過一個容器，滿足特定限制條件的DNA分子經反應後被留下，並進入下一個容器繼續接受其他限制條件的檢驗，不滿足的則被排除出去。

從解決這個問題的過程中可以看出，理論上，DNA計算機的運算策略和速度將優於傳統的電子計算機。阿德勒曼教授說，雖然他們的新實驗進一步提高了DNA計算機模型的運算能力，但總的來說，DNA計算機錯誤率還是太高；要真正超越電子計算機，還需要在DNA大分子操縱技術等方面有大的突破。而且目前流行的DNA計算技術都必須將DNA溶於試管液體中。這種電腦由一堆裝著有機液體的試管組成，神奇歸神奇，卻也很笨拙。這一問題得不到解決，DNA電腦在可以預見的未來將難以取代硅晶元電腦。與前兩者相比，量子電腦前景似乎更為光明。一些科學家預言，量子電腦將從新一代電腦研製熱潮中脫穎而出。

中國科技大學量子電腦研究專家也提出了與此類似的觀點，將量子形容為一種「玄而又玄」的東西，提出了一個比喻：如果一隻老鼠准備繞過一隻貓，根據經典物理理論，它要麼從左邊、要麼從右邊穿過。而根據量子理論，它可以同時從貓的左邊和右邊穿過。量子這種常人難以理解的特性使得具有5000個量子位的量子電腦，可在約30秒內解決傳統超級電腦要100億年才能解決的大數因子分解問題。由於意識到量子電腦問世後將對電腦及網路安全構成巨大沖擊，美國科研機構正在密切關注量子電腦的進展。不少國家從國家利益出發，正在量子電腦研究領域展開激烈的角逐。

以日本為例，日本郵政省於2000年決定增加量子信息技術的研究投入，預計到2010年將達到400億日元。按照日本郵政省的預計，量子信息技術將在2030午步人實用化階段。2000年，量子電腦研究捷報頻傳。先是中國科學院知識創新工程開放實驗室成功研製出4個量子位的演示用量子電腦。之後，美國IBM公司又推出5個量子位的演示用量子電腦。印度科學家也在緊鑼密鼓地開展此項研究，印度國家研究所的科學家說，量子電腦將於2005年問世。在美國加州理工學院，科學家們甚至已經在從事量子網際網路的研究。

量子電腦雖然威力無比，妙不可言，但要真正為人類造福還需耐心期待。由於量子電腦的原理與構造和傳統計算機截然不同，科學家的研製工作幾乎是從零開始，十分艱難。而量子電腦運行時所需的絕對低溫、原子測控等苛刻條件更使這種「魔法」般玄妙的神物目前不可能像個人電腦機一樣走人尋常百姓家。但人們也不必失望，幾十年以後，當量子電腦走出實驗室，真正可以實際應用時，普通人完全可以通過互聯網訪問遠程的量子主機，指揮它於這於那，共享這項神奇的發明。

可以預料，雖然量子電腦距離實用化還有很長的一段路要走，但它取代硅晶元電腦可能只是時間問題。

⑥ 中國22納米技術概念股有哪些中國22納米技術相關股票名單

摘要：中國22納米技術概念股 中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發中心（以下簡稱先導工藝研發中心）通過4年的艱苦攻關，在22納米關鍵工藝技術先導研究與平台建設上，實現了重要突破。中國科學院微電子研究所與長電科技（600584）、通富微電（002156）、華... 中國22納米技術概念股 中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發中心（以下簡稱先導工藝研發中心）通過4年的艱苦攻關，在22納米關鍵工藝技術先導研究與平台建設上，實現了重要突破。中國科學院微電子研究所與長電科技（600584）、通富微電（002156）、華天科技（002185）、深南電路有限公司等共同投資設立華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司，綜藝股份、北京君正是CPU企業。 中國22納米技術概念股一覽： 長電科技（600584） 通富微電（002156） 華天科技（002185）讓更多人知道事件的真相，把本文分享給好友：更多

⑦ 中科院概念股有哪些

1、德爾未來（002631）

德爾未來科技控股集團股份有限公司於2004年12月02日在蘇州市工商行政管理局登記成立。法定代表人汝繼勇，公司經營范圍包括整體智能家居產品的研發、設計、生產和銷售等。

2、中鋼國際（000928）

隨著中鋼集團國際化經營戰略的不斷推進，中鋼國際控股將逐漸吸收中鋼集團其他海外機構業務和資產，逐步成為中鋼集團實施國際化經營和全球化運作的重要戰略平台。

3、道氏技術（300409）

廣東道氏技術股份有限公司於2007年09月21日在江門市工商行政管理局登記成立。法定代表人榮繼華，公司經營范圍包括無機非金屬材料、高分子材料、陶瓷色釉料及原輔料等。

4、東旭光電(000413)

東旭光電科技股份有限公司（原石家莊寶石電子玻璃股份有限公司，簡稱寶石A）成立於1992年，1996年在深圳證券交易所掛牌上市，是國內最大的集液晶玻璃基板裝備製造、技術研發及生產銷售於一體的高新技術企業。

5、 華麗家族(600503)

華麗家族股份有限公司成立於1996年10月18日，注冊地位於上海市黃浦區瞿溪路968弄1號202室，法人代表為李榮強。經營范圍包括股權投資管理，實業投資，投資咨詢及管理。

⑧ 中科院首創2納米晶元關鍵技術，還需要依賴光刻機嗎

不需要了，中國科學院也收到了好消息，當世界處於7納米研發階段時，中國科學家開發了一種全新的垂直納米級環形柵極晶體管，它也被認為是下一代2納米級晶元的關鍵技術候選。這一研究成果也已在國際微電子器件領域的頂級期刊上發表，並成功獲得專利授權，目前，我們在晶元研發方面一直處於世界頂級水平。

目前，荷蘭光刻機已經正常提供給我們，毫無疑問，這是一個明智的選擇，這將是雙方的雙贏局面。我們在這一領域的投資也超過了 1.5萬億，所以我們渴望擁有這樣一台高精度的光刻機，這種光刻機有什麼困難，最重要的是我們的技術還不夠成熟。

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