據(jù)11月13日出版的英國《自然》雜志報道,日本科學技術振興機構近日聲稱,國立信息學研究所的科學家成功的控制了不同自旋狀態(tài)的電子,其成果轉化為應用后,將為極大促進量子計算機的產(chǎn)生。
運算與數(shù)據(jù)貯存可說是半導體與磁性物質到目前為止最重要的應用之一,而這兩者構成一部我們最為熟知的計算機。自旋電子可跨越半導體和磁性兩個領域,而對不同自旋取向的電子及其輸運性質的研究,會促進設計和開發(fā)新型電子器件,這正是自旋電子學科的主要任務。
以往對電子自旋的控制多采用電子自旋共振法,也就是用對應自旋基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間能量差異的1吉赫茲至10吉赫茲的微波脈沖進行控制。該方法控制自旋所需的時間多達幾十納秒,成為量子計算機生成的一大阻力。而今日本科學家用頻率上萬倍于微波的光脈沖代替微波,在1皮秒至10皮秒(1皮秒等于1/1000納秒)的瞬間,完全控制了封閉在半導體納米構造內的自旋電子。
自旋狀態(tài)屬一種“能量獨立”的狀態(tài),在理論上可確保即使在斷開電源時也具有保存數(shù)據(jù)的能力,同時能大大降低電子器件的耗電量。而利用自旋處理信息將會改變計算機傳送和儲存信息的方式,為計算機領域帶來巨大突破。
其目前最被看好的應用就是量子計算機,欲研制量子計算機必須掌握控制儲存量子信息的自旋狀態(tài)的技術???即用自旋狀態(tài)實現(xiàn)抹去舊信息、讀寫新信息的功能。在2008年6月,美國加州大學的物理學家,發(fā)現(xiàn)自旋電子穿過“磁隧道結”的類型可控,曾被譽為改變計算機信息傳送和貯存的方式的重要一步。
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