哈喽，我是小玖。

今天要跟大家聊一个超硬核的科技突破。

咱们的科研团队居然造出了能在“地狱级压力”下越挫越勇的“聪明芯片”。

往万米深海或地球深处一放，不仅不会被压成废铁，反而能更高效地处理数据。

这可不是科幻小说里的情节，而是实打实的研究成果。

传统芯片扛不住，数据传输卡脖子

在聊这个黑科技之前，小玖先跟大家掰扯下为啥我们需要这种“抗压芯片”。

随着人类探索脚步不断延伸，深海探测、深地勘探这些极端场景越来越多，但这些地方对电子设备来说，简直就是“死亡地带”。

就拿万米深的马里亚纳海沟来说，那里的压力是标准大气压的近千倍，而地球深处数十公里的地方，压力更是能达到15.1 GPa。

也就是近十五万倍标准大气压，普通电子器件往这儿一放，瞬间就会被压成粉末。

但比压力更棘手的是“算力困境”。

不管是深海探测器扫描海底地形、识别海洋生物，还是深地设备分析地震波、探测岩层成分，都需要实时处理海量视觉和传感数据。

可能有人会说，把数据传回到地面处理不就行了？这话听着简单，实际根本行不通。

深海和地下环境的通信带宽极其有限，传输大量原始数据不仅延迟高，还特别耗能，在这些环境里，设备的体积和能耗都是严格受限的，根本经不起这样的折腾。

这就催生了一个核心需求：必须让设备在极端环境下“就地解决”数据处理问题。

而这正是当前技术的短板。目前业内对极端环境电子器件的研究，大多集中在耐辐射、耐高温上，专门针对高压环境的智能计算器件少之又少。

毕竟在十五万倍大气压下，别说让芯片正常工作了，能保持结构完整都很难。也

正因为如此，李顺心团队的这项研究才显得格外有价值。

他们不仅解决了“扛得住”的问题，还实现了“更能干”的突破。

压力越大，芯片越“聪明”

很多人可能会好奇，这颗“抗压芯片”到底靠啥实现逆袭？

答案就藏在一种叫二氧化钒的特殊材料里。

小玖查了下资料，二氧化钒在神经形态器件领域其实不算新面孔，它最厉害的地方就是能在绝缘态和金属态之间快速切换。

特别适合模拟生物突触的记忆和学习功能，这也是类脑计算的核心需求。

但以往的研究都只关注它在常压或低压下的表现，没人想过它在极端高压下会有啥反应。

李顺心团队的创新之处，就在于发现了二氧化钒在高压下的“相变密码”。

他们选用的二氧化钒在常温常压下是稳定的M1相晶体结构，当压力升高到15.1 GPa以上时，它会自动转变为M1'相，电子结构和光学性质都会发生显著变化。

更关键的是，这种相变还会带来机制上的切换。

二氧化钒的绝缘体-金属相变原本由两种机制主导，常压下主要是依赖晶格畸变的Peierls机制，而高压会抑制这种机制，让源于电子关联效应的Mott机制占据主导。

这种机制切换带来了意想不到的效果：芯片对光刺激的响应敏感度大幅提升，学习能力反而增强了。

团队测试数据显示，其配对脉冲易化指数从常压下的109.6%跃升至155.4%，这意味着在极端高压环境中，这个人工突触反而变得更“聪明”了。

小玖觉得这一点特别神奇，以往我们都觉得极端环境会削弱设备性能，而这个研究却让压力变成了“助力”，这种“反常识”的突破，正是新材料探索的魅力所在。

更值得一提的是，这颗芯片的实用性极强。

团队在手写数字识别任务中测试，准确率达到了97%，和常规神经网络在常压下的表现不相上下，说明它在极端压力下依然保持着完整的学习和推理能力。

不仅如此，它还能实现彩色图像的降噪与重建，这类任务原本需要大量硬件支持，而这颗芯片凭借单器件集成感知、存储、计算的能力，大幅简化了系统架构。

这项研究的意义远不止于一个技术突破。

它还印证了“材料即算法”的类脑计算理念：不再是用硬件去复制传统计算架构，而是利用材料本身的物理特性直接参与计算。

这种思路或许就是类脑芯片超越传统芯片的关键！

信息来源

中国科学报 2025/12/28 极端环境电子器件研究取得新进展

澎湃新闻·2025-10-20 14:48芯片研究取得重要突破！祝贺我国高校科研团队

吉林大学物理学院2025-10-28李顺心等人开发出高压下稳定高效的紫外光电探测器