编者按：科学家们的研究表明，晶体管有望被电交换分子所取代。

　　惠普公司（HP）的几位科学家不久前宣布，他们发现了一种用电交换分子（Electronically Switchable Molecule）取代硅晶体管的潜在方法，从而扫除了利用量子力学效应制造出量子计算机的一大障碍。惠普公司在相关技术研发方面的资金投入，已经超过六年。最近取得的研究突破，有望带动一系列更为复杂的科学试验。这些试验的目的，就是希望能制造出取代传统微电子计算机的量子计算机，推动整个产业在下一个十年的发展。

　　《应用物理学》(“the Journal of Applied Physics”) 杂志今年二月刊登了惠普公司科学家们的一篇论文。在论文中，惠普公司的科学家们表示，他们建立了一个分子级的“交叉插锁 (Crossbar Latch)”。这个交叉插锁，可以实现二进制中的0和1的转换，并能保留计算输出结果，供下一步计算使用。其关键部分的厚度，只有一层分子。同时，它还能恢复变弱的电信号，以保证0和1信号的完整清晰。

　　“我们一直在寻找这样的设备。”惠普公司高级研究员兼量子科学研究组主任斯坦·威廉斯（Stan Williams）说。由于目前硅部件的尺寸已经达到了纳米级（相当于十亿分之一米），因此，一些专家此前预计，在下一个十年中，计算优势将因为原子世界中的量子力学理论而变得难以实现。比如，一种被称为“隧穿（Tunneling）”的量子效应，可能导致电子在门与门之间的泄漏，并损害到晶体管，模糊０与１之间的区别。而计算机正是依赖０和１这种二进制进行逻辑运算的。惠普公司的方法，则恰恰利用了“隧穿”效应的作用。“我们将这种量子力学效应转化成了设备运行的方式，这样，它就不再是一个障碍了。”威廉斯说。

　　从1996年起，惠普公司就开始研究 “分子电子学”。迄今为止，惠普公司已在该领域获得了近12项专利。2003年，惠普公司在交叉插锁研究上也获得了专利，美国国防先进技术研究计划署（Defense Advanced Research Projects Agency ，DARPA）为这项研究提供了资助。惠普公司提出的分子级交叉插锁由三层组成，分别是铂线、钛线和一层2.8纳米厚的可以进行电子交换的分子层。而传统的计算机则是利用半导体材料来制造存储开关，保存计算输出结果，为后续计算所用。“我们设计了一个在原子级别也能继续工作，甚至工作性能更出色的设备。” 惠普实验室高级计算机构架师菲尔·库科斯（Phil Kuekes）说。

　　麦特公司（Mitre Corp.）管理着三家联邦政府资助的研发中心。这是一家非赢利企业。公司的纳米系统部门高级首席科学家詹姆士·埃伦博根（James Ellenbogen）表示，惠普公司取得的突破，将使分子电子学设计人员能够将纳米元件串连起来，扩展计算能力，并在系统内转移数据。

　　这项研究成果为惠普公司制造分子级计算机扫除了一大障碍，同时，新产品的生产工艺在价格上将比传统的半导体更为低廉。“可以这么说，他们取得了战略性的突破。”埃伦博根说，“他们在科学研究工作中充分地体现出了他们的睿智。”

（信息周刊）