光既是波也是粒子,这是现代物理学的基础,像我们熟知的那样,一般的宏观现象中我们观测到的波,都需要借助介质才能存在,比如说水波利用水传播,声波利用空气来传播,很直观的,没有空气作为介质的地方,比如说月球,是听不到声音的。
十九世纪,人们通过对衍射和干涉现象的研究,确立了光的波动学说理论,那个年代光波是王道,光子,这是神马东西,但是既然是波,那就需要有介质传播啊,于是物理学家假想了一种无所不在的物质,那就是传说中的以太了。
以太在物理学中,是一种非常神奇的物质,它无所不在,又无法被人所感知,它的密度很小,要不然会影响天体的运行,但是硬度又很大,因为光波可以通过以太传播。
这种神奇的东西,显然是不可能在现实中存在的。1,当然,这是非常通俗的说法了,后来,贝尔通过概率不等式方法,把这个思想实验变得可以实际进行了,再后来,1981年的时候,阿斯佩克等人,成功的把这个思想实验居然做出来了,做出来了!
实验结果一定会让爱因斯坦失望了,光子真的知道在它身后发生了什么,你在我后面关掉一条缝,我就表现为衍射,你在我后面打开一条缝我就表现为干涉。。。
所有的物理学家都面临一个艰难的抉择,要么,a 承认光速不是最快的速度,超光速是存在的,要么,b 承认在某些量子层面上,我们所面临的世界是不能被理解的。当然,几乎所有的物理学家都选择了b,好吧,我们不能理解,但是我们可以计算,我们还有概率。
再后来,物理学家让一对光子分开,光子的总自旋为零,意味着一个是左旋,另外一个一定是右旋。其中一个飞往卫星,另外一个留在地球上,当我们测量其中一个光子的自旋的时候,如果其中一个是左旋,那么另外一个不管相隔多远,卫星上也好,甚至宇宙的另一边也好,肯定就是右旋了。
这就是所谓的量子纠缠,但是注意,量子纠缠是不能直接用来传递信息的,因为人们只能测量其中一个光子的自旋,而不能控制它,在测量之前,你是不知道它到底是左旋还是右旋的,所以这里面还是没有超光速的信息传递这种东西存在。
这种量子层面的纠缠,比较明确的用途是用来安全的分发密钥,我测量到左右左右左左右右,用二进制表示就是 01010011 ,那么另外一边就一定是 10101100 l 了,这个过程是完全无法窃听的,没有什么窃听手段能够不影响量子纠缠的结果。。。
巴拉巴拉说了这么多,其实就是为了一句话,”光既是波也是粒子,光的波长越短,光子的能量越高“。
回到王一男面临的问题上,要制造芯片,最简单的方案是把芯片印出来,可以理解为用光作为油墨,用硅作为白纸,这就是所谓的光刻机了。衡量光刻机性能的指标,是它所能刻录的硅线条的最小宽度,而这个最小宽度又是由光刻机所使用的光的波长决定的,显然,使用的光波长越短,能刻录的线宽就越窄。
人眼所能看到的光,按照波长从长到短,是红橙黄绿蓝靛紫,波长最长的是红光,最短的是紫光,更小的线宽意味着更低的能耗,以及在同等面积下,可以刻入更多的晶体管,于是尼坑和风车国的asl开始了比谁更短的竞赛,啊,不对,是比谁波长更短的竞赛。
从紫光到紫外光,再到duv(deep ultraviolet,更深的紫),以及最新的 euv(extre ultraviolet,极深的紫),尼坑慢慢的掉队,现在只剩下asl一家独大了。
一台超过四亿美刀的euv光刻机,是整个华国都垂涎三尺的宝贝,如果有可能,王一男真想去弄一台回来,不过那玩意目标太大,也太烧钱,而且耗电量惊人,一台设备需要的用电量就相当于一个百万人口的小城市了。
回到帝都之后,王一男先找了孙伟他们确定电路设计的进度,电路设计分成两个部分,第一部分是逻辑设计,也就是使用vhdl(very high speed tegrated circuit
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