المفتاح ينقر – فيضيء الضوء. لكن تخيل مفتاحًا قد يضيء المصباح أو يترك الغرفة مظلمة بنفس الضغطة. إنه يتذكر أيضًا ما فعله في المرة السابقة، وأحيانًا يبدو وكأنه يقلب عملة معدنية ليقرر ما إذا كان سيضيء الضوء.

هذا السلوك لوحظ في بلورة من الفوسفور الأسود – وهو شبه موصل بسماكة بضع طبقات ذرية. تُسلَّط عليه مجالات كهربائية من جهتين، وهذه المجالات لا تضيف فقط حاملات شحنة، بل تعيد تشكيل المشهد الطاقي داخل البلورة. بسبب تأثير شتارك الهائل – أي انزياح مستويات الطاقة في المجال الكهربائي – تضيق فجوة النطاق المحظور، وينشأ في قناة واحدة انتقالان نفقان في آن واحد، وهما أشبه بـ«ثقبين» يتسرب عبرهما الإلكترونات عبر الحاجز. اعتمادًا على تاريخ الفولتية على البوابات، إما أن يسري التيار بتدفق انتشار هادئ، أو ينطلق في انهيار جليدي – مثل البرق، لكن بحجم مصغر.

الأكثر إثارة للدهشة هو أن التبديل بين الحالتين قد يكون عشوائيًا. لكن هذه العشوائية ليست فوضوية: في ممر ضيق من الفولتيات تكون مستقرة إحصائيًا. والنتيجة هي مصدر أرقام عشوائية قابل للبرمجة داخل «جسم» الترانزستور نفسه. يؤكد المؤلفون أن الحيلة نفسها يجب أن تعمل في أشباه موصلات ثنائية الأبعاد أخرى. وهذا يعني أن عنصرًا صغيرًا واحدًا يمكن أن يجمع بين التضخيم غير الخطي والذاكرة وتوليد العشوائية – الأركان الثلاثة التي تقوم عليها البنى الحاسوبية الجديدة.