调查结果可能刺激节能电子产品 量子计算

 

  由罗格斯大学领导的物理学家团队展示了一种在没有能量损失的情况下在晶体管之间导电的方法,打开了低功耗电子设备的大门,并且潜在地,量子计算将比现在的计算机快得多。

  他们的研究结果涉及使用具有磁性和绝缘体特性的特殊材料混合物,在线发表在Nature Physics上。

  “这种材料虽然在磁性方面大大稀释,但仍然可以表现得像磁铁一样,在低温下导电而不会造成能量损失,”该研究的高级作者,物理与天文学系副教授Weida Wu说。在罗格斯大学 - 新不伦瑞克省。“至少在原理上,如果你可以在更高的温度下工作,你可以将它用于计算机和其他设备中使用的硅芯片内的电子互连。”

  研究中国的共同作者将铬和钒组合为磁性元素,绝缘体由铋,锑和碲组成。当这种特殊材料中的电子在一个方向上对齐时 - 就像指向北方的罗盘针 - 电流只能沿其一个方向的边缘流动,导致零能量损失。这意味着可以在计算机和其他电子设备中使用的硅芯片内的晶体管之间以最大效率进行电力传输

  目前的硅芯片主要使用金属作为晶体管中的电气互连,但这导致了大量的能量损失,Wu说。

  科学家证明了特殊磁绝缘体中旋转电子的均匀排列 - 称为量子异常霍尔绝缘体。当温度接近绝对零度时,它会在没有能量损失的情况下导电:零下459.67华氏度。接下来的步骤将包括在更高和更实用的电子温度下演示该现象,以及构建量子计算平台。



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