Room-temperature ferroelectrically switchable quantum geometry in few-layer WTe2 for complementary in-memory computing

doi:10.1038/s41467-026-76369-8

Room-temperature ferroelectrically switchable quantum geometry in few-layer WTe2 for complementary in-memory computing

2026-08-06

0

OA

AI

MIAO Feng (Feng Miao) *

P

Peng Song *

DOI：10.1038/s41467-026-76369-8

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量子几何学描述电子波函数在动量空间中的固有几何结构，超越了传统的电荷自由度，为信息编码和处理提供了新的物理基础。此类新型计算范式的关键在于室温下对量子几何状态的非易失性电学调控，然而这一目标尚未实现。本文在少层WTe2中演示了铁电可调控的量子几何，其独特地支持互补卷积处理。通过利用少层WTe2中铁电极化与量子几何的本征耦合，我们展示了二阶和三阶非线性反常霍尔效应（NLAHE）能够被确定性地、电学地以非易失性和关联方式调控。该调控在室温下具有约104次的稳健循环和约105秒的保持时间。此外，利用二阶和三阶NLAHE在室温下的相反调控行为，我们演示了互补的存内计算，并实现了一个硬件层面的互补卷积核。该卷积核克服了传统卷积网络固有的方向特异性，实现了98%的纹理识别精度，从而展示了通过利用量子材料中的奇异物理现象实现物理原生计算的一条可行路径。量子几何（材料的电子波函数的固有属性）可作为计算应用的物理基础，但迄今为止实验上具有挑战性。本文作者演示了少层WTe2中铁电可调控的二阶和三阶非线性反常霍尔效应可用于存内计算任务。

Room-temperature ferroelectrically switchable quantum geometry in few-layer WTe2 for complementary in-memory computing

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