快科技 7 月 17 日消息，据复旦大学发文，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏 - 刘春森研究团队今日在《科学》（Science）杂志上发布了一项里程碑式成果。

他们发明的 " 量子闪存 "（Quantum Flash）技术，通过构建共面漏极 - 沟道 - 源极 " 归壹 " 结构，首次在室温（27 ℃）下清晰观测到单电子的非易失性存储行为。

这一突破不仅颠覆了 " 单电子存储无法实现 " 的传统认知，开创了单电子量子存储的新理论框架，更为 AI 时代算力革命奠定了关键理论基础。

在 AI 算力竞争中，存储芯片如同赛车的 " 油箱 " 与 " 引擎 " ——既需以极低延迟供给海量数据（高速、低功耗），又须在断电后长久保留数据（大容量、非易失）。要提升 AI 算力上限，必须突破传统存储器的速度与功耗桎梏。

漏极 - 沟道 - 源极 " 归壹 " 结构

去年 4 月，该团队已在《自然》（Nature）上提出 " 破晓（PoX）" 器件，实现世界最快的 400 皮秒超高速非易失存储，解决了自 1967 年浮栅晶体管发明以来 " 高速 " 与 " 非易失 " 难以兼得的基础难题。

当存储速度被 " 破晓 " 推至极限，密度的边界又在哪里？团队将目标锁定在电荷存储的理论极值——单个电子。作为不可分割的基本粒子，电子是构成最小数据单元的终极载体，即 " 单电子存储 "。

然而，由于涉及量子行为，这一构想长期被视为 " 理论上可行、实验中无法观测 " 的难题。若将存储器件比作 " 蓄水池 "，电子便是一滴 " 水 "。根据海森堡不确定性原理，电子被约束在越小空间，能量波动越剧烈，量子效应愈发显著。

上世纪 90 年代，科学家曾尝试观测单电子存储，但单个电子仅能引发数十毫伏电压变化，且状态在不足 5 秒内便消失殆尽。

" 破晓（PoX）" 皮秒闪存器件

面对这一困境，团队从量子力学基本原理出发，重新审视单电子操控的边界，借助二维半导体原子级厚度的天然 " 囚禁 " 特性，独创自对准平面裁剪方案，成功构建出共面 " 归壹 " 结构。

实验结果显示，仅注入单个电子，存储窗口即达 0.5 伏特，且在室温下保持稳定。与 1997 年《科学》杂志报道的硅基单电子存储（55 mV、维持 5 秒）相比，此次成果将室温下单电子量子态信号放大了近一个数量级，并实现了真正的非易失性。该研究将电荷存储的信息密度推至理论极限——实现 " 一电子一比特 "，为面向人工通用智能（AGI）的高密度存储器研发提供了全新技术路径。

人工智能的竞争，本质上是算力效率的竞争，而算力效率的瓶颈往往不在算力本身，而在于数据搬运的速度与能耗。二维闪存的战略价值，不仅在于单项指标的突破，更在于它赋予 AI 算力系统 " 存储即计算 " 的全新可能——数据就地存放、近乎零延迟调用、断电不丢失。

这将从根本上重塑现有 AI 芯片 " 高速缓存 + 慢速硬盘 " 的分层架构，大幅降低因数据迁移造成的算力损耗与能源浪费，为中国 AI 产业构筑底层能效壁垒。

这一突破意味着，未来手机、电脑、服务器有望搭载超高速、超大容量、非易失的存储芯片，支持在本地运行更大参数的 AI 模型，且功耗更低。

随着存储性能提升，终端 AI 助手的响应速度将更快、上下文记忆更长，无需反复解释历史对话，能像真正的智能体一样记住久远前的交流。当存储速度与计算速度匹配，算力将不再被存储 " 拖后腿 "。

与硅工艺兼容的 " 归壹 " 单电子存储器件