面向未来的100项颠覆性技术创新(10)

内存驱动计算是无限灵活且可扩展的架构，可以比传统系统消耗更少的能量来更快地完成计算任务。随着数据量的飞速增长，其重要性不断提高，将为大型可组合基础架构的数据处理提供解决方案。
31. 石墨烯晶体管（Graphene Transistors）
石墨烯被称为新的纳米材料，导电性能好、化学性能稳定，是世界上最坚固的材料。它由碳原子组成，这些碳原子被密集地堆积在二维六边形的图案中。基于石墨烯晶体管的电路可以解决硅晶体管的处理速度限制。它们将使用微处理器的时钟速度提高了数千倍，同时需要的功率是硅基计算机的百分之一。
石墨烯晶体管和芯片使计算机变得更小、更快。这些多用途的材料为超薄配件和智能生物医学传感器等技术带来了广阔前景。
32. 高精度时钟（High - precision Clock）
在许多应用场景中，时间的要求精度较高，如4D-成像需要高精度的时钟，以提供亚原子区域的结构图像。光学时钟或原子钟有望在时间测量和标准化方面提供更高的精度。这使其适用于多种应用场景，并且可节省大量能源。量子逻辑时钟具有广阔的前景，而新的原子钟将需要突破更多的基础研究。
33. 纳米线（Nanowires）
纳米线的尺寸以纳米为单位。它们也可以被描述为宽度在几十纳米或更小、长度没有限制的纳米结构。纳米线的可重复性和可调节性以及表面特性为纳米医学提供了一种新颖的方法。由于制造它们的材料种类繁多以及它们所显示的迷人特性，纳米线最近成为纳米电子学、光电子学以及分子尺度的化学和生物传感的重要基石。纳米线可以与微通道集成，提供从宏观到纳米的路径，使研究人员能够检测和分析目标分子，如DNA、RNA和蛋白质。纳米线的直径非常小，可用于探针尖端。此外，基于纳米线可以制造出一种柔性纳米电子支架，该支架有望创造出可检测化学和电学变化的传感皮肤。纳米线也可能对建筑和汽车行业产生重大影响。
34. 光电子学（Optoelectronics）
光电子学是光子学的一个分支，致力于把电子学和光结合起来传输数据。光电子学的进一步研究将为开发许多不同的光电子器件开辟道路。5D光数据存储过程包括改变熔融石英的光学特性，使用超快（飞秒）激光写入技术创建3D纳米级信息记录。这些记录（“纳米光栅”）由三层纳米点组成，每个点存储一位信息。存储支架是一个经过改进的玻璃盘，对气候条件更持久，化学稳定性更好。额外的容量允许存储多达360TB的数据，大约是50Gb蓝光光盘容量的7000倍，热稳定性高达1000°C，并且在室温下的寿命几乎是无限的。5D数据存储将很快成为拥有大量历史档案的机构的宝贵资产，并有望在未来五年内被行业合作伙伴商业化。预计目前主要用于高端军事装备的光量子芯片将在几年内应用于数据中心。集成光量子研究的进展会革新光量子技术，同时保持与现有半导体芯片技术的兼容性。