维度网讯，国家级人才、国家重点研发计划首席科学家、北京航空航天大学教授周苗通过科普方式详解了量子隧穿效应在现代工业技术中的核心作用。量子隧穿是指微观粒子在能量不足以克服势垒时，仍有概率直接穿透障碍物的量子现象，该效应是半导体、显微镜和精密电子器件的重要物理基础。

量子隧穿的特性包含三个方面。一是能量不足仍能穿墙，粒子能量低于势垒高度时仍存在穿透概率，势垒越薄、能量差距越小，隧穿成功率越高。二是隧穿是概率随机事件，无法精准预判，只能统计整体穿透概率。三是隧穿过程不同于经典运动，粒子通过波函数延伸与概率分布在势垒另一侧被观测到，没有连续行进轨迹。

隧道二极管利用电子隧穿效应实现特殊导电特性，曾广泛应用于收音机、稳压电路及高频开关元件，是早期电子工业的核心元器件。扫描隧道显微镜基于针尖与样品表面间的电子隧穿现象监测电流变化，可绘制原子级表面图像，推动纳米材料和凝聚态物理发展。闪存数据擦写则依赖浮栅结构中的电子隧穿完成电荷迁移，使大容量存储芯片成为可能。

在芯片研发领域，基于可控隧穿技术的单电子晶体管，可借助电子可控穿墙能力，推动芯片元件向更小尺寸、更高集成度及更低功耗发展。在精密探测领域，隧穿电流对外部环境变化极为敏感，可用于制造超高精度无创监测设备、柔性微型传感器及摆脱GPS信号依赖的导航装置。在量子计算领域，量子隧穿是部分硬件中的重要物理机制，可通过精准调控隧穿时机与路径，帮助构建可控量子态和量子器件，支撑量子计算系统稳定性、可控性和集成度的提升。