## 原文要点
据《科学日报》2026年6月12日报道，香港大学的科学家们研发出一种新型的类脑芯片，能够在接近绝对零度的极低温环境下运行，这一突破有望彻底改变量子计算领域。该研究团队通过一种全新的方式利用标准的碳化硅晶体管，成功使单个设备模拟出节能神经元的行为，能够像人脑神经元一样发射电“尖峰”。
原文指出，这一能够在接近绝对零度下工作的类神经元芯片，不仅有助于解锁更大规模的量子计算机，还将为未来的深空探测任务提供动力。香港大学电气与计算机工程系及先进半导体与集成电路中心（CASIC）的团队，由张宇浩教授和博士生杨鑫领导，开发了一个可在毫开尔文（mK）温度下运行的可编程神经形态硬件平台。
该研究的核心是引入了一种在工业标准碳化硅（SiC）MOSFET中生成和控制负微分电阻（NDR）的新方法。据报道，研究人员首次证明，单个晶体管可以在低至10mK的温度下，复现生物神经元高效的“尖峰”活动。张宇浩教授解释称，这项工作提供了一个可以与量子处理器集成的硬件平台，利用碳化硅独特的载流子动力学，可以创建比传统电子设备节能数千倍的电路，显著降低低温系统的热负荷。
原文还提到，研究团队发现SiC MOSFET在冷却至2K以下时，会表现出强烈的“S形”NDR效应，这主要由电子-施主碰撞电离（EDII）驱动。与依赖设备内部产热的其他技术不同，这种新机制直接源于材料的原子特性，因此具有高度稳定性和批次一致性。杨鑫先生表示，这是一种稳健且可扩展的方法，鉴于碳化硅已广泛应用于电动汽车和电网，可以利用现有工业晶圆厂在300毫米晶圆上制造这些低温芯片。
此外，该研究还演示了这些人工神经元可以相互连接，形成更大的网络，从而在低温下实现先进的本地数据处理，提升量子纠错和实时量子控制等关键量子计算功能。其潜在应用远不止量子计算，由于这些电路专为在极端寒冷环境中可靠运行而设计，它们对于月球表面或太阳系遥远区域等恶劣环境下的深空探索也具有重要价值。相关研究成果已发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上，题为“利用碳化硅中栅控负微分电阻的低温神经形态电路”。
## 深度分析
香港大学的这项类脑芯片研究，无疑是科技领域的一颗重磅炸弹，其战略意义远超简单的技术创新。在量子计算的竞赛中，低温控制一直是卡脖子的难题。现有硅基控制系统的高功耗和发热量，迫使它们必须远离量子比特，导致复杂的布线和性能损耗。港大团队的突破性进展，如同为量子计算机的心脏植入了一个“低温冷却器”，让控制电路得以与量子比特“近距离接触”，这不仅能大幅简化系统架构，更能显著提升量子计算的效率和规模化潜力。
这项技术最令人兴奋之处在于其“一石二鸟”的特性。一方面，它解决了量子计算的燃眉之急，为构建数百万量子比特的未来计算机奠定了基础。试想，当量子处理器不再受制于臃肿的外部控制系统时，其计算能力将迎来质的飞跃。另一方面，其在极低温环境下的稳定运行能力，直接指向了深空探测的宏伟蓝图。在月球、火星乃至更远的行星上部署自主智能系统，需要能够在极端温差下工作的电子设备。港大的芯片，恰好填补了这一空白，为未来的星际探索提供了“神经中枢”。
更值得关注的是，该技术利用了现有工业标准的碳化硅（SiC）MOSFET，通过全新的方法激发其负微分电阻效应。这意味着，这项前沿科技并非空中楼阁，而是建立在成熟的工业基础之上，具备快速产业化和规模生产的潜力。杨鑫先生提及的“可利用现有工业晶圆厂在300毫米晶圆上制造”，无疑为市场注入了一剂强心针。这种从实验室到量产的无缝衔接，将大大缩短技术落地的时间，使其在量子计算和深空探测领域快速形成实际应用。
然而，任何创新都伴随着挑战。虽然SiC MOSFET的稳定性得到了验证，但将单个神经元行为扩展到大规模网络，并确保其在实际量子计算任务中的鲁棒性和准确性，仍需进一步研究。此外，虽然节能性显著提升，但超低温环境的维护成本依然不菲，如何在整体系统层面实现成本效益，也是未来需要考量的问题。尽管如此，港大的这项研究为我们描绘了一个激动人心的未来：一个由极低温类脑芯片驱动的量子计算新时代，以及一个人类足迹遍布太阳系乃至更远深空的宏伟愿景。这不仅是科技的胜利，更是人类智慧与探索精神的又一次辉煌体现。
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📰 来源: [sciencedaily.com](https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260612032024.htm)