量子反常霍爾效應：加速推動下一次信息技術革命
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我國科學家在國際上首次發現量子反常霍爾效應，被著名物理學家楊振寧教授譽為“諾貝爾獎級”的科研成果。什么是量子反常霍爾效應？它的發現有什么重大意義？
要了解量子反常霍爾效應，必須先認識量子霍爾效應。舉一個簡單的例子，我們使用計算機的時候，會遇到計算機發熱、能量損耗、速度變慢等問題。這是因為常態下芯片中的電子運動沒有特定的軌道，相互碰撞從而發生能量損耗。
“量子霍爾效應則可以對電子的運動制定一個規則，讓它們在各自的跑道上前進，就好比一輛高級跑車，常態下是在擁擠的農貿市場里前進，而在量子霍爾效應下，則可以在沒有干擾的高速路上前進。”清華大學薛其坤院士形象地說。
量子霍爾效應能解決電子碰撞發熱的問題，因而在未來的量子計算、量子信息存儲方面具有巨大的應用潛力，據此設計新一代大規模集成電路和元器件，將會具有極低的能耗。
然而，量子霍爾效應的產生需要非常強的磁場，不但價格昂貴，而且體積相當于一個衣柜那么大，不適合個人電腦和便攜式計算機。“而量子反常霍爾效應的美妙之處是不需要任何外加磁場，在零磁場中就可以實現量子霍爾態，更容易應用到人們日常所需的電子器件中。”薛其坤說。
科學家表示，量子反常霍爾效應有可能推動新一代低能耗晶體管和電子學器件發展，通過密度集成，將來計算機的體積也將大大縮小，即使千億次的超級計算機都有望做成現在的平板電腦那么大。
在凝聚態物理中，量子霍爾效應占據著極其重要的地位。整數量子霍爾效應和分數量子霍爾效應的實驗發現分別于１９８５年和１９９８年獲得諾貝爾物理學獎。這次由薛其坤院士領銜、清華大學和中科院物理研究所聯合團隊首次在實驗上觀測到的量子反常霍爾效應，被認為可能是量子霍爾效應家族最后一個有待實驗發現的成員。
“量子反常霍爾效應的發現可能帶來下一次信息技術革命，中國科學家為國家爭奪了未來信息革命的戰略制高點。”拓撲絕緣體領域的開創者之一、清華大學“千人計劃”教授張首晟說。
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