量子自旋的突破可能为计算带来巨大动力

量子自旋的突破可能为计算带来巨大动力

引用

腾讯

1.

https://new.qq.com/rain/a/20250324A05XIH00

加州大学河滨分校近日获得近400万美元资助，用于开展一项为期三年的反铁磁自旋电子学研究项目。这项前沿技术有望为未来的存储和计算领域带来革命性突破。

什么是反铁磁自旋电子学？

反铁磁自旋电子学是一种利用反铁磁材料独特性质的新型存储和计算技术。与传统的铁磁材料不同，反铁磁材料中的电子自旋呈现出交替排列的状态，因此没有净磁矩。这种特性使得反铁磁材料在存储和计算领域展现出独特的优势。

反铁磁存储的优势

反铁磁存储器具有以下几个显著优势：

1. 更高的存储密度：由于缺乏净磁矩，相邻的存储单元不会相互干扰，因此可以实现更高的存储密度。
2. 更快的写入速度：反铁磁材料中的自旋动力学更快，这得益于一种称为交换相互作用的量子相互作用。
3. 更低的能量消耗：特殊的反铁磁体（如易平面反铁磁体）可以支持自旋脉冲以最小的能量损失进行长距离传输。

在计算领域的潜力

除了存储领域，反铁磁材料在计算领域也展现出巨大潜力，特别是在“磁性神经网络”方面。这些材料可以支持自旋脉冲在多个神经层中传播信息，类似于生物神经网络中处理信号的方式。这种现象被称为自旋超流动性，它使得信息可以在材料中高效传输而不会产生过多的能量损耗。

研究团队与未来展望

该项目由加州大学洛杉矶分校物理学和天文学杰出教授石静担任首席研究员，联合加州大学圣地亚哥分校、加州大学戴维斯分校、加州大学洛杉矶分校和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的专家共同推进。研究团队将利用加州大学洛杉矶分校以及劳伦斯伯克利国家实验室和橡树岭国家实验室的先进设备，并计划招募多名博士后研究人员和研究生参与项目。

尽管审稿人认为这项研究具有高风险和高回报的特点，但研究团队对克服未来挑战充满信心。他们表示，团队在反铁磁材料合成方面拥有强大的专业知识，这将为项目的成功提供有力保障。