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  • 1 # 有初有終

    理論上是完全可行的。按照題主的意思,只需要滿足三點——三進位制、半導體石墨烯、超導石墨烯。

    1.三進位制。

    半導體二極體電壓狀態存在三種——正電壓(“1”)、零電壓(“0”)和負電壓(“-1”)。半導體二極體的特性天生就是為三進位制電路準備的,相比比二進位制電路速度更快、可靠性更高,而且需要的裝置和電能也更少。而且從邏輯來說,二進位制只有是/否,但人類真實的狀態有是/否/保留,相比於二進位制,三進位制更接近人的思維,更適合製造計算機。

    前蘇聯曾製造三進位制計算機“Сетунь”。但美國為首的歐美國家以二進位制為基礎構建了計算機王國,形成了龐大的產業,而前蘇聯內部也砍斷了三進位制計算機的研發,造成更優秀的三進位制“胎死腹中”。

    不考慮產業配套,三進位制只要是半導體二極體都可以實現,只要石墨烯能做半導體自然也不例外。

    2.半導體石墨烯

    一般石墨烯指單層石墨烯,屬於零帶隙導體,導電的單層石墨烯做不了半導體,但2層到9層之間的石墨烯卻可以。這是因為在垂直方向上存在π鍵,只需要在垂直方向新增外場作用,使得π鍵變弱,層間距增大,零帶隙的導電石墨烯將變成帶隙可調的半導體石墨烯,比如“扶手椅形”的石墨烯奈米帶。其帶隙可根據需求調整大小,相比於目前使用的矽基半導體,石墨烯半導體為直接帶隙半導體,載流子傳輸速度更快,運算速度自然比間接帶隙半導體的矽基半導體快。

    3.超導石墨烯

    2018年曹原就在nature上釋出論文,將2層石墨烯以1.1°的魔鬼傾斜角疊加,石墨烯將具有超導現象,自然而然可以製備超導石墨烯。

    三個條件中第一個條件是最容易實現的,不需要石墨烯只需要是半導體都可以實現三進位制,但它也是最難實現的。因為二進位制計算機已經形成產業規模,從軟體到硬體都配套齊全,三進位制完全無法撼動現有的二進位制計算機產業鏈,雖然它很優秀,但註定發展不起來。

    第二個條件只需要合成成本降低也是容易實現的,目前已經有一些小批次產品,只要在不顛覆二進位制計算機的前提下有很大的機率跟矽基半導體競爭,不僅是因為其運算速度比矽基半導體快,而且石墨烯是目前已知的散熱效能最好的材料,而半導體最怕發熱。石墨烯半導體天生就可以用於製備計算機晶片。

    第三個條件是最難實現的,因為目前發現的石墨烯超導現象還只是存在超低溫的情況下,常溫超導目前還看不到任何希望。

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