ذاكرة لحاسوب كمومي عند 271 درجة تحت الصفر ✎ سريع

الأصل: "Optically programmable and erasable cryogenic flash memory on an undoped Si/SiGe heterostructure"
arXiv:2606.00711 · 2026-05-30 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 1 دقيقة
جعل المهندسون ترانزستور السيليكون العادي يحفظ البتات عند درجة حرارة الهيليوم السائل.

📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها.

يشبه الترانزستور الحقلي العادي صنبورًا بمقبض حساس للغاية: أدره قليلًا، يتدفق الماء. في الأعماق الباردة للحاسوب الكمومي، حيث يُبرَّد كل شيء تقريبًا إلى الصفر المطلق، يجب أن يفتح هذا الصنبور بدقة عند الأمر. لكن المهندسين في هذه الدراسة وجدوا أن الصنبور لديه خدعة: إذا ضغطت على المقبض بقوة ثم سلطت عليه ضوءًا، فإنه يعلق في وضع جديد ويبقى ثابتًا من تلقاء نفسه، دون جهد مستمر.

درجة حرارة التجارب هي 1.5 كلفن. هذا أبرد من سطح بلوتو، وأدفأ قليلًا من الهيليوم المغلي.

السر يكمن في الحدود بين طبقات السيليكون والجرمانيوم. هناك تتراكم العديد من العيوب المجهرية (كثافة المصائد تتجاوز 1.6 تريليون لكل سنتيمتر مربع لكل إلكترون-فولت). تعمل هذه العيوب مثل الحفر على طريق زلق: تسقط الإلكترونات فيها وتعلق. بتطبيق جهد على البوابة، يمكن دفع الشحنة إلى هذه الحفر، وومضة قصيرة من الضوء تساعدها على الاستقرار هناك. ونتيجة لذلك، تتحول عتبة فتح الترانزستور وتبقى منزاحة حتى بعد فصل الطاقة. هذه هي الذاكرة غير المتطايرة.

يمكن للترانزستور نفسه تخزين ليس فقط "0" و"1"، بل أيضًا مستويات وسيطة — حتى عدة بتات في خلية واحدة.

تحمل الجهاز أكثر من ألف دورة كتابة ومسح، واحتفظ بالحالة المكتوبة لأكثر من عشرة آلاف ثانية — أي ما يقرب من ثلاث ساعات. بالنسبة للدوائر الكمومية على السيليكون، هذا يعني أنه يمكن بناء الذاكرة مباشرة على نفس الرقاقة، من نفس المواد، وعند نفس درجة الحرارة، دون الحاجة إلى أنظمة إضافية ضخمة.

عشرة آلاف ثانية في درجة حرارة الغرفة هي أقل من ثلاث ساعات. لكن في العالم الكمومي، حيث تستغرق العمليات نانوثانية، هذا يكاد يكون أبدية، مماثلة لسنوات من التخزين في ذاكرة فلاش عادية.

العلماء
Erwin SchrödingerHugh Everett III
المفاهيم
ذاكرة حاسوب كمومي قابل للتوسع خلية ذاكرة حاسوب كمومي بالذرات المحايدة رقاقة سيليكون جهد البوابة مفتاح بصري