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第四百九十一章 研究報告,質子半導體(4k)(1/2)

作者:觀星若塵夢
“作為已知形成條件最易的天地元氣與常規物質凝結物,玄冰的價值其實遠超想象。”

穿過幾扇暗門,來到了另一個房間,趙青輕輕翻開了一份報告,那是透過掃描軌道電子顯微鏡(STEM)捕捉到的玄冰微觀結構影像。

在這無比精細的視野下,玄冰內部的每一個分子、每一個原子都按照某種神秘的規律排列著,一根根氫鍵穿插著形成了既複雜又完美的網路,這種均勻且緻密的結構,賦予了玄冰超乎尋常的硬度和穩定性。

正如常規的冰存在多種晶相一樣,玄冰也同樣有著多達幾十個種類,除了最高階的墨色玄冰與眾不同,性質迥異,密度高達3.7,色澤深黑之外,絕大多數玄冰都是深碧色、幽藍色,密度在1~1.65之間。

其中最常見的1號玄冰,在無雜質無缺陷的狀態下,硬度約等於普通鋼鐵,熔點為76度,但極難升溫,大多時間保持著0度以下的低溫,隨著溫度的降低,硬度也會出現顯著提升,最高可達普通鋼鐵的十幾倍。

這樣的資料雖然不錯,但遠不能跟熔點五六千度、能抗千萬個大氣壓的墨色玄冰相提並論,且限制條件頗多,看上去,僅能作為低溫時對於鋼鐵的替代品。

顯然,它之所以被趙青評估出驚人的價值,主要在於其內部微觀結構的特性,而非宏觀層面的力學效能、物理性質。

接著,趙青的目光移向了第二份報告,那是基於STEM資料進行的晶體建模分析,大小規則的多重奈米晶疇交替排列,形成了互相聯結的團簇構造。

利用基於分子動力學的高階計算軟體,她成功模擬了1號玄冰在不同條件下的晶體相態轉變過程,在多個層面上解釋了它為何能保持低溫的原因。

簡單的來說,作為一種陰寒元氣、低溫和交變磁場的綜合作用下形成的晶體,玄冰天然具備複雜的熱電效應和磁熱效應機制,可以將從外界吸收的熱量以電磁波的形式輻射出去。

因此,它實際上是一種理想的冷卻劑,可以透過電場的操控,在幾乎不消耗外部能源的情況下,實現高效的熱量轉移和溫度控制,為晶片散熱、太空探索中的熱管理等領域帶來了革命性的突破。

由於該輻射冷卻特性的效率與玄冰的表面積成正比,更可以採用氣凝膠的形態,大幅降低製冷裝置中對玄冰的消耗量,在成本上具有極大優勢。

第三份報告,則是透過X射線形貌分析(XRD)技術,輔以透射電子顯微鏡(TEM),對玄冰的晶體結構進行了深入剖析。

XRD圖譜上那一條條清晰銳利的衍射峰,如同指紋般獨一無二,它們不僅驗證了STEM觀測的結果,還進一步揭示了玄冰在光學效能上的卓越表現。

玄冰的光學透明度極高,幾乎可以媲美最優質的玻璃,同時其折射率和色散特性也極為特殊,這為光纖通訊、光學儀器製造等領域提供了前所未有的材料選擇。

更令人矚目的是,玄冰的這些光學性質在低溫下幾乎不發生變化,這意味著在極端環境下,它依然能保持穩定的效能輸出。

“除了晶片散熱與光學器件用途外,玄冰在奈米科技和材料科學中的應用,同樣不可小覷。”為了後續推廣玄冰的工作,趙青打開了智慧平板,迅速撰寫起了第四第五份報告:

“在奈米科技領域,操作微小的奈米結構是一項極具挑戰性的任務。對微觀目標物實現操作和控制的需求,同宏觀尺度一樣無處不在……”

“玄冰因其硬度高、表面光滑、晶體構造均勻的性質,以及關鍵的凍結功能,將會被視為製作高精度微奈米鑷系統的理想材料,極大地簡化相關操作,促進奈米科學的研究與應用。”

“在二維材料的研究中,如何高效、無損地分離出單層或少數層材料一直是個難題。玄冰的低溫和表面粘附特性,為這一難題提供了新的解決方案,有望推動二維材料在電子、光電等領域的應用。”

“此外,微奈米級別的玄冰晶體,還可以作為模板,引導其他材料在其表面生長出具有特定形貌和功能的奈米結構,為奈米器件的製造提供新的思路。”

在黑科技頻出的龍族世界,奈米材料的發展速度顯然要比正常歷史強出不少,早在1992年,奈米絲線紡織的網,就足以攔住小型驅逐艦,十幾年過去,或許已經達到了可以製造太空電梯的水平。

根據龍族5,至少在2012年末之前,EVA所用的晶片就已經是3奈米級別的了,且很可能並非那種“等效”的虛標,而目前的2004年,其使用的則是10奈米的晶片。

再加上卡塞爾學院不計成本堆量增加處理器的結果,EVA的峰值速度(Rpeak)達到了每秒2萬億億次浮點運算,堪稱離譜,就算僅啟用算力為EVA十萬分之一的諾瑪,也是近乎無敵般的存在。

擁有當世最先進的製程工藝,正是秘黨的超級人工智慧,足以領先全球一大截的原因所在,而在這其中,自然用得上玄冰的這幾種功能,為其未來的科技發展鋪設了堅實的基石。

值得一提的是,玄冰多半也具備著優秀的寶石收藏與藝術品價值,其晶瑩剔透的外觀、獨特的冰藍色調,經過加工後光澤變化可像鑽石一樣豐富,還自帶冰寒降溫效果,沒理由在珠寶市場競爭不過那些“凡品”。

這章沒有結束,請點選下一頁繼續閱讀!再者,玄冰的藝術創作潛力更是無窮無盡。藝術家們可以利用其高透明度與特殊的光學性質,創作出光影交錯、層次分明的雕塑或裝置藝術,讓觀者在欣賞之餘,也能感受到人與自然的和諧共生。

……

不過,以上這些性質並非玄冰的最獨特之處,僅僅是其近期的應用前景。

在趙青看來,真正讓玄冰成為未來不可替代的戰略資源的,還是其“質子半導體”的特性,可以有效調控質子在晶體內部的遷移變化。

在傳統認知中,電子是資訊傳遞的主角,它們在電路中穿梭,構建起我們今日的數字世界。然而,當趙青將目光投向質子時,一個全新的視角打開了。

質子,攜帶著正電荷,在生物體內扮演著“開關”的角色,在生物能量轉移中至關重要,調控著細胞的內外物質交換與訊號傳遞。

它可透過細胞膜中的離子開關通道,把物質吸進或推出細胞;動物和人則用離子傳輸大腦和肌肉訊號來保持靈活運動。

然而,在人工系統中,尤其是在電子裝置中,質子卻鮮少被用作資訊傳遞的媒介,這主要是因為質子相比於電子,其遷移速度較慢,且難以在固態材料中有效控制。

如何讓一臺機器和一個生命系統相容,這二者間的介面是最大的挑戰。“怎樣才能把電子訊號轉化為離子訊號,或反過來?”

在參考了聖殿會在該領域的諸多研究成果之後,趙青意外地發現,玄冰這種材料,只要經過簡單的摻雜,就是一種理想的質子導體,或者說氫離子導體。

聖殿會所採用的腦部晶片植入技術,主要涉及到了一種改性的複合物殼聚糖(chitosan),這種材料最初是從魷魚羽狀殼中提取出來的,為了提高其效能,還進一步專門培養了一批龍血烏賊。

他們對於腦控晶片的應用,主要是透過大量的訓練,讓分離培養的少量神經組織和此類晶片之間形成複雜的條件反射,從而執行固定的命令,間接控制“半腦人”或“無腦人”的身體。

目前,並無法讓正常人直接受到操控,除非切除大部分腦組織簡化神經網路結構,否則只植入“烏賊晶片”的話,僅能輸入一些簡單的訊號,比方說“對組織始終保持忠誠”的反覆訓導。

而經過趙青的初步比較,玄冰的該項效能,比龍血烏賊的殼聚糖還要高出不少,且易於加工、更為穩定,可用於開發出效率更高的質子場效應電晶體(FET),為質子層面積體電路的實現提供了可能。

在她的設想中,這種電晶體將會利用玄冰作為基底材料,透過精密的摻雜工藝,使得質子能夠在其中高效、穩定地流動,從而實現了質子層面的資訊傳輸與控制。

眾所周知,漂移和噪聲一直是電子器件難以根除的問題,它們像幽靈一般,悄無聲息地侵蝕著資料的準確性和系統的穩定性。

而質子,由於其固有的穩定性和對環境的低敏感性,成為了替代電子的理想選擇。

與傳統的電子FET相比,質子FET在理論上不僅具有更低的功耗和更高的精度,更重要的是,它能夠更加自然地與生物體系相相容,為仿生突觸器件、人造冰基神經元技術乃至神經形態計算機的發展奠定了堅實的基礎。

這種全新的技術道路,在極端環境下還可以呈現出某些優勢,跟生物神經傳導機制相似的質子FET,無疑能夠有效對抗電磁脈衝、元素亂流的干擾,應用於針對高階龍類的作戰武器上。

“仿生突觸器件,它們能夠模擬生物神經元突觸的機制,利用質子作為訊號載體,實現了突觸的興奮與抑制功能,實現高效的訊號傳遞與處理。”

“而冰基神經元,則是以玄冰為基材,構建出的人工神經元網路,它們不僅具有極高的計算速度和儲存容量,還能與生物神經元無縫對接,形成混合神經網路。”

趙青在最後一份不準備公開的報告上,這樣寫道:“這一系列的技術突破,將極大地推動腦機互動領域的發展,讓我們能夠以前所未有的方式理解、控制甚至增強人類的大腦功能。”

“隨著仿生突觸和冰基神經元技術的成熟,神經形態計算機的問世將成為必然。這種計算機不再遵循傳統的馮·諾依曼架構,而是模仿人腦的工作方式,採用分散式並行處理的方式,實現更高效、更智慧的計算。”

根據她對人類大腦的研究與評估,功耗僅幾十瓦的正常人腦,在在主攻領域全力學習後,執行某些特殊的任務,如推衍高深的修煉功法時,算力可以等效於每秒數百萬億次浮點運算;

而若是智力天賦達到人類極限的大腦,由於“演算法”上的極大最佳化,甚至可達到等效每秒萬億億次浮點運算的水平,相當於幾萬臺天河一號的合體,能耗比超乎想象。

當然,這個人類極限算是理想條件下的最高值,就實際而言,那些“卓越人類”的峰值算力未必能超過每秒億億次浮點運算,像圍棋界無敵手的阿爾法狗,就只是每秒 3.386千萬億次的水平。

即便是趙青自己,在經過了多輪“進化”之後,當前也不過比“極限算力”超出了幾個數量級而已,在除修煉之外的非專業領域,更是下跌到了僅比EVA強出有限程度的地步。

實際上,能夠將元神、身神、大腦、全身神經系統的算力應用於各個不同的領域,這其實是她特意開發、心靈達到混冥合道境界才有的“專利”,換了另一個同境界的修行者,可以說是天地之差。

如今,綜合各種關於計算系統研究的資料資料,趙青也有了新的算力突破方向:

基於陰陽爻-二進位制對應關係的模擬計算,可以用來推衍功法,那麼經過專門程式設計的陰陽真氣,也應該有著反向運算的潛力,並且可隨時調控其內部架構,不斷地升級改良。

值得一提的是,言靈?天演,這個大幅強化大腦思考運算能力,能以驚人的高效率分析情報,甚至對未來進行推演的言靈,也正是透過解放大腦自身隱藏的算力,來實現的。

因此,基於質子FET的神經形態計算機的誕生,絕對會是個劃時代的突破,在同等算力下,功耗不會超過
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