世界頂級公司正在積極尋找用於IT裝置的新材料

在過去的半個世紀裡，人類的發展很大程度上依賴於半導體技術的進步，或者說過去半個多世紀是摩爾定律發揮作用的時代，一方面摩爾定律反映了資訊科技的進步，另一方面可以看作是人類能源效率的提高。 在相同的能量下，人類可以讓計算機處理和儲存更多的資訊。

然而，隨著半導體積體電路密度的增加，它們內部的能量密度也會增加。 如今的半導體晶元單位體積的功耗已經超過了核反應堆的單位體積功率，同時，積體電路消耗的大部分能量都浪費在了控制發熱上，不用於計算。

同時，需要更多的能量來冷卻大型計算機。 如今，能源消耗已經成為資訊科技發展的瓶頸，我們每乙個使用手機的人都經歷過這一點。

要解決這個問題，不可能繼續使用今天的技術，需要革命性的新技術。 在未來眾多的新技術中，可以分為開源和降低成本兩大類。 開源技術包括使用更高能量密度的電源器件，例如電極非常接近的奈米電池，以及節流方面能耗很少的拓撲絕緣體，這些器件有可能取代矽成為未來資訊科技的新載體。

該表面的特點是超導性，而內部是絕緣體的新型材料，基於物理學中的量子霍爾效應原理。 量子霍爾效應是霍爾效應的量子力學版本，只有在低溫和強磁場的極端條件下，當霍爾電阻不再與磁場成線性關係時，才能觀察到量子平台期。 包括史丹福大學著名物理學家張壽生教授在內的學者已經從理論上證明了拓撲絕緣體的存在。

2024年諾貝爾物理學獎授予了三位物理學家，以表彰他們在拓撲絕緣體領域的工作：D**id Thouless，Duncanhaldane和Michael Kosterlitz。 當然，要找到製造這種材料並在產品中使用的方向，還有很長的路要走。