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量子力學科技應用

量子力學科技應用. 對電子科技的影響 別以為這只是科技與學術的悶簡報 它會讓你覺得世界比你想的還美妙 組員 93156228 闕志宇 93156238 丁家琳 93156249 黃家鈺 93156259 郭顓毅. 現有之技術 - 半導體工業. 二十世紀最重要的發明， 你會選擇什麼？ 以對人類影響至深至大而言，首推電晶體的發明。 但， 最終會走到瓶頸。. 光蝕刻技術 積體電路 立體式架構. 問題 ?. 摩爾定律被打破了 ? 電子元件過小就不聽話了 ? 處理器燙死了！ 我要更大的硬碟 記憶體速度過慢 加密技術即將不再保險.

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量子力學科技應用

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  1. 量子力學科技應用 對電子科技的影響 別以為這只是科技與學術的悶簡報 它會讓你覺得世界比你想的還美妙 組員 93156228 闕志宇 93156238 丁家琳 93156249 黃家鈺 93156259 郭顓毅

  2. 現有之技術 - 半導體工業 二十世紀最重要的發明， 你會選擇什麼？ 以對人類影響至深至大而言，首推電晶體的發明。 但， 最終會走到瓶頸。 • 光蝕刻技術 • 積體電路 • 立體式架構

  3. 問題? • 摩爾定律被打破了? • 電子元件過小就不聽話了? • 處理器燙死了！ • 我要更大的硬碟 • 記憶體速度過慢 • 加密技術即將不再保險

  4. 21世紀最重要的物理理論 何謂「量子力學??」 描述微觀狀態下的力學 穿遂效應 海森保測不準原理 量子糾纏態 電子的自旋

  5. 海森保測不準原理 • 對量子系統來說「測量」卻是系統的一部分，不可分離，它會造成系統的波函數「走調」。 • 我和妳之間好像有一道高高的位能牆但位能不會是無限大的古典的你說我不可能越過但量子的我卻回答 • 「有一定的機率」 生活中的海森保測不準原理

  6. 穿遂效應

  7. 穿遂效應 • 一個雙障壁結構，中間包含了一個量子井。具有相當於量子井中能階的電子可以很容易得穿遂通過這個結構。

  8. 掃描穿遂顯微術(STM) 在金屬探針及導電樣品間加上小電壓，並將兩者距離維持在數埃至數十埃間，使探針尖端原子團與樣品表面的量子穿隧電流保持定值，而測得表面結構形狀，具有原子解析度。 由於無法在非導體上操作，故目前主要應用於基礎性學術研究。

  9. STM之基礎架構

  10. STM之應用 • 進行原子表面修飾和單原子操縱，具有十分廣泛的應用前景。 • 原子操縱術最主要的應用是記憶體的製造與讀取，每個有原子的位置相當於零。

  11. 原子操縱術 1990年IBM研究人員首度在 金屬鎳表面用35個惰性氣體 氙原子組成“IBM”三個英文字母 。後來， 又搬移近百顆鐵原子形成中文 「原子」二字。 此結果成為雜誌及 國際研討會的封面圖案。

  12. 相關之現有技術 –量子電腦 • WHAT IS量子電腦?? • 已進入實驗階段 • 全球第一台量子電腦 : 由加拿大科技公司D-Wave，正式對外公佈 • 目前發展問題: 1. 只要受到任何些微干擾， 　　馬上會當機 EX. 過熱 2. 穩定度不夠 3. 須在零下273度（絕對零度） 　　下運作 4. 「用一次即當機」 • 未來 :可以直接利用現有的半導體製造技術

  13. 量子演算法 • 1994年Peter Shor發現能快速完成因數分解的第一個量子演算法，其可用來迅速破解今日RSA資料加密系統。 • 1996年Lov Grover 發現資料快速搜尋之量子演算法，加速了資料搜尋的速度，進而推廣致多層面之應用。

  14. 量子電腦系統發展藍圖

  15. 相關之現有技術 –量子傳訊 • 一種新的密碼技術 - 無法破解的秘密鑰匙

  16. 相關之現有技術 –奈米科技 • WHAT IS 奈米科技?? • 主要應用 : 1. 發光材料 EX. 半導體量子點二極體、 　量子點雷射、 生物檢測載體...等 2.單電子電晶體 （SET）

  17. 相關之現有技術 –量子醫學 • WHAT IS 量子醫學?? • 實際應用 : 1. 量子檢測儀對裹有錫紙的 髮絲進行檢測 2. 量子共振分析 捕捉頭髮中的微弱磁場 資訊的變化 • 未來發展 :  提前預知疾病的發生，並進 行提早的控制和治療 用量子醫學技術偵測腫瘤細胞

  18. 瓶頸 • 電子自旋相互干擾 • 量子元件的原子實作環境溫度低 • 量子纏結現象的分類以及與數位資料對應 • 量子位元數量偏低 • 量子位元的排列 • 規範邏輯運算機制 • 掃描隧道顯微鏡的電子穿遂限制 • 量子觀測技術與平台的發展 • 量子加密相關技術

  19. 各國技術發展概況 • 德國：量子密碼學 • 加拿大：螢光墨水 • 量子點編碼 • 美國：奈米先導計畫 • 疾病檢驗、診斷及治療 • 瑞典、日本：量子隱形傳輸

  20. 台灣目前投入與參與 • 量子點 光通信照明光源 • 單電子電晶體 • 新型量子點光學式感測器 • 奈米條碼

  21. 預估成熟時期及量產時機 • 量子電腦的商品化，以目前已投入研發的HPQ、IBM、NEC等民間企業為例，預期大眾市場切入時間點會發生在2015年以後。 • 2003年起，瑞士日內瓦的id Quantique以及美國紐約市的神奇量子科技（MagiQ），都發表了可以傳送量子密鑰的商品。 • 摩托羅拉已發表了自旋電子記憶晶片。 • Intel已在研發電子自旋處理器 –瞬間重新佈線

  22. 結論 • 量子電腦出現以後我們就不用混了 • 量子通訊技術可以保護我銀行的錢不會被盜領 • 可能可以防止詐騙集團喔！ • 我們站在資訊科技即將出現重大改變的時間點。所以隨時充實自己以免被淘汰。

  23. 參考資料 • http://scc.bookzone.com.tw/sccd/sccd.asp?ser=604 • http://news.chinatimes.com/2007Cti/2007Cti-News/Inc/2007cti-news-Tech-inc/Tech-Content/0,4703,171705+112007021200166,00.html • http://www.nsc.gov.tw/_NewFiles/popular_science.asp?add_year=2003&popsc_aid=198 • http://www.cs.nccu.edu.tw/~s9019/%AC%EC%A7%DE%B2%A3%B7~%B7%A7%BD%D7.doc

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