港大科研重突破 全球首創極低溫運算晶片 助力深空探測

香港大學工程學院電機與計算機工程系與先進半導體與積體電路研究中心（CASIC）公布，在低溫電子學取得進展，成功開發出全球首款可於接近絕對零度運作的可編程「神經形態」晶片，目標是處理量子電腦控制及極端環境下的運算需求。

綜合文匯報、大公報報導，研究團隊表示，除了量子計算，這款結構強韌的電路也非常適合應用於深空探測，幫助電子設備在月球表面或太陽系邊緣的極寒極限環境中正常運作。相關成果已發表於「自然·通訊」。

現有的半導體硅基控制器，因功耗高、散熱壓力大，需要遠離量子位元安置，導致系統內需布設大量排線，形成俗稱的「線路瓶頸」，嚴重制約量子電腦的規模化與效能提升。由港大電機與電子工程系教授張宇昊及博士生楊鑫帶領的團隊，提出在工業標準碳化硅（SiC）MOSFET電晶體中，產生並調控負微分電阻的新方法。張宇昊表示，團隊透過碳化硅材料的載子動力學特性，實現能效遠高於傳統方案的電路，有效降低低溫系統的熱負荷。

團隊指出，這類「神經元」元件可進一步「級聯」組成更龐大網絡，為在極低溫環境下進行複雜的本地數據處理奠定基礎，並有望提升量子糾錯與實時量子控制的效率。除量子計算外，由於電路結構強韌，亦適合拓展至深空探測應用，協助電子設備在月球表面或太陽系邊緣等極寒環境中維持可靠運作。

楊鑫補充，這是一套穩健且具可擴展性的方法。碳化硅目前已廣泛應用於電動車及電網等領域，意味可借助現有成熟的產業鏈與代工能力，在300毫米晶圓上製造相關低溫晶片，為後續規模化落地創造條件。