一、历史背景

2008年惠普实验室（HP Labs）证实了37年前的预言：世界上存在第四种基本电路元件。忆阻器分别入选《时代》杂志“2008年全球50项最佳发明”、《连线》杂志“2008年全球10大科技突破”及《科技日报》“2008国际十大科技新闻”，被评价为对电子科学发展历程产生重大影响的发现。

二、从预言到证实

中学物理教科书已列出三种基本无源元件：电阻器、电容器与电感器。1971年加州大学伯克利分校华裔科学家蔡少棠发表论文《忆阻器：下落不明的电路元件》，预测第四种元件存在并命名为忆阻器（memristor）。忆阻器是有记忆能力的非线性电阻：控制电流变化可改变电阻值，电流中断后记忆不消失，高阻为“1”、低阻为“0”即可存储数据。2008年5月1日，斯坦·威廉姆斯（Stan Williams）领导的研究小组在《自然》发表《寻获下落不明的忆阻器》，首次证实忆阻器存在并制成世界首个能工作的原型。此前该小组的“交叉点阵逻辑门”纳米级半导体元件成果曾入选2005年世界十大科技新闻；测试材料过程中发现与蔡少棠预言相似的实验结果，遂重点研究。

三、应用价值

忆阻器的发现足以媲美百年前发明的三极管。与DRAM和闪存相比，忆阻器能耗更低；忆阻特征在纳米尺度才有明显表现，故适用于更密集的电路元件构造，同尺寸下可存储更多数据。其最简单应用是非易失性阻抗存储器（RRAM）：断电后仍保存数据，使电脑开机瞬间恢复至关机前状态、手机数周不需充电、笔记本电池耗尽后仍记忆信息。

四、类脑计算

忆阻器可记忆流经电荷数量，即“记住”历史，且不仅限于0和1，可包含连续“灰色”状态，类似人脑搜集、理解信息的模式。基于忆阻器的仿脑硬件可实现图形识别甚至学习；用于脸部识别可比数字程序快数千至数百万倍。2008年11月底加州大学、美国半导体行业协会与美国国家科学基金会举办忆阻器研讨会，惠普展示世界首个3D忆阻器混合芯片——过去需多个晶体管的工作现仅需一个忆阻器即可完成，有动摇电子工业硬件格局的潜力。