数字技术(任何带有计算机芯片的技术)消耗了全球约10%的电力，随着我们要求将更多、更智能、更强大的计算系统集成到我们的日常生活中，这一比例每年都在增加。你小巧小巧的智能手机现在比家用冰箱消耗更多的电能。用你的手机拍一张照片需要大约1万亿次计算，然后你把它们发布到Facebook上并发送给朋友——更多的计算，更多的能量。
今天，很多计算机处理都发生在工厂大小的数据中心。一些较大的数据中心比MCG(澳大利亚足球场)大20多倍，每个数据中心的用电量与一个大城市郊区相当。想想谷歌、Facebook、亚马逊和微软。虽然科学家和工程师已经开发出了使这些数据中心与笔记本电脑或台式电脑存储和处理数据的方式相比极其节能的方法，但我们日益增长的数字需求意味着我们将继续建造更多的数据中心，因此我们的数字能源消耗将继续增加。
让你思考的事实剑桥大学另类金融中心(CCAF)计算出，比特币的计算需求每年消耗40到445太瓦时(TWh)，中心估计约为139太瓦时，这比瑞典的用电量略高。查看其他有趣的CCAF比较在这里．
澳大利亚最快的超级计算机安装在纳特计算基础设施澳大利亚国立大学(NCI)所消耗的能源与澳大利亚城市郊区的平均水平相当。
国际能源机构估计，到2040年，计算内存需求的增长将超过全球硅供应。硅是存储设备的主要材料，也是计算机大脑晶体管的主要材料。（国际能源机构。数字化与能源2017)。
互联网流量在过去五年中增长了两倍。2017年的计算估计，当时全球约90%的数据是在前两年创建的。国际能源机构。数字化与能源2017)。同样的计算在今天会如何比较呢?
摩尔的故事不多了
摩尔定律(虽然它不是真正的定律)预测，计算机芯片上的晶体管数量每18-24个月就会翻一番，直到现在，这是正确的。
多年来，越来越高效、越来越紧凑的硅基微芯片控制着指数级增长的计算所需要的能量。微芯片包含负责处理所有数据的晶体管。它们真的是计算机的大脑。然而，传统的计算机芯片已经达到了物理的极限。如果不违反一些物理定律，我们就不能把晶体管做得更小。这是FLEET研究下一代材料的另一个动机，这些材料将实现节能电子和计算。话虽如此，IBM宣称它已经生产了2纳米芯片——我们目前在5纳米芯片上——但它仍然是一个原型，它的功效还有待证明。
纳米是什么?一纳米是一米的十亿分之一，大约比人类的头发细10万分之一。一条DNA链的直径约为2.5纳米。今天的技术使人类能够操纵单个原子，并在原子水平上制造东西。不同的原子大小不同，但一个原子大约是0.5纳米，比人类的头发细100万倍。研究人员可以像乐高积木一样拿起、操纵和使用原子来制造新材料和微小的新技术。
舰队在做什么
有三种广泛的技术方法可以实现更可持续的数字未来。FLEET专注于第三种方法。
- 可再生能源技术的发展。
- 构建算法并将其应用于人工智能，以帮助我们更有效地使用技术，例如检测设备何时不使用并将其关闭。
- 节能电子技术。这就是FLEET的用武之地。虽然气候变化和环境可持续性是FLEET试图解决的问题不可或缺的一部分，但除非我们开发出比今天的数字技术消耗更少能源的新一代技术，否则在未来的一到二十年里，计算的未来可能会因缺乏可用能源而窒息。
当然，我们也可以改变人类的行为。学生们需要考虑的一个问题是，我们想要为什么样的世界而奋斗，生活在什么样的世界里?技术发展的可接受目标是什么?应该如何使用它们?
FLEET的目标是开发下一代低能耗电子产品，使节能计算成为可能。FLEET的研究重点是开发新颖的原子薄材料——可以只有一个原子厚的材料。这些材料以及超流体等其他新型材料具有无电阻导电的潜力，这意味着几乎所有的能量都用于计算，没有任何能量被浪费为热量。参见下文导体、绝缘体和电阻部分。FLEET的研究将有助于减少我们的技术使用的能源，并支持向使用新颖(非数字)计算方式的技术过渡。
量子解
FLEET在量子世界中工作，这可能是我们对宇宙最深刻的理解所在。FLEET的研究重点是开发新颖的原子薄2D材料。FLEET的研究人员想要了解这些材料在量子水平上的表现，这样他们就可以操纵和控制它们的有用属性。然后，他们需要能够开发出以商业规模制造这些材料的方法。
例如，FLEET研究人员正在试验不同的方法，迫使新材料暂时成为拓扑绝缘体或转变为超流体状态。他们还在进行激子-极化激子的研究，激子是光和物质的一种奇怪的量子混合体。
雷竞技苹果版是正在研究用于下一代晶体管，甚至量子计算机的新材料。拓扑绝缘体在其内部表现为电绝缘体，但可以沿其边缘携带电流而没有电阻，因此能量以热的形式损失。电阻是电子在通过电路时与其他粒子相互作用的地方，在这种情况下是围绕半导体。阅读更多关于拓扑绝缘体和拓扑在这里。
一个超流体是量子态。超导体可以在没有阻力的情况下传导电流，而超流体没有电荷，但可以在没有阻力的情况下流动，这意味着没有摩擦力可以阻碍它的运动。但是这种超流体状态只发生在极低的温度下(接近0开尔文或-273摄氏度)。FLEET正在研究开发在室温下工作的超流体，目的是将它们集成到晶体管中。对于高年级物理系的学生，可以看看FLEET对超流体的研究
Exciton-Polaritons:光和物质(任何由原子或组成原子的粒子组成的物质)不应该混合在一起。但科学家们现在已经找到了一种方法，将光和物质(在这种情况下是电子)结合起来，制造出一种叫做激子-极化子的新物体，其怪异的量子特性可能使我们能够开发出消耗更少能量的电子技术，帮助建造量子计算机，探测黑洞和恒星碰撞，以及建造新型的低能激光器。阅读更多关于这些奇怪的量子粒子的信息在这里．
请看下面的两个视频，以进一步了解FLEET的研究。