首個磁子二維電路模擬成功

所有電子設備都離不開芯片以及由芯片組成的集成電路，目前電子開關元件通常通過三維即所謂的橋結構連接。而德國凱澤斯勞滕技術大學科學家開發出了一種更有效的辦法，他們用磁子（又稱玻爾磁子）取代電子，并通過模型，首次展示了如何在集成振幅回路中使這些磁子形成電流，且只在二維尺度上與元件連接。該研究已發表在《科學進展》雜志上。

這項研究工作由凱澤斯勞滕技術大學安德列·丘馬克教授負責，論文第一作者是來自中國的博士生王齊。丘馬克稱，電子電路是當今通用電子產品的基礎，物理學家正在開發新一代電路，其中就包括他們正在從事的研究。他們采用磁性材料的自旋波傳遞信息，這種波的量子粒子就是磁子。與電子相比，磁子可以傳輸更多的信息，消耗更少的能量，產生更少的廢熱，這可以使計算機變得更快，功能更強大。

王齊介紹說，如同普通電子電路一樣，為了連接各個開關元件，需要導體和所謂的線路交叉節點。在模擬研究中，他們成功地開發出了一個磁子交叉節點。當兩個磁導體極其靠近時，粒子波的能量就會從一個導體傳輸到另一個導體。這一原理在光學上早已應用，如利用光纖來傳送信息。

這種集成磁角動量電路的特殊之處在于，其可以在沒有三維橋梁結構的線路交叉節點使用，而在經典電子電路中，必須有三維橋梁結構的線路交叉節點，才能確保電子在多個元件之間流動。王齊說，他們的電路使用二維平面布線，磁子導體只需要靠近在一起，這個“接觸點”被稱為定向耦合器。研究人員將借助這個模型設計出第一個磁子電路。

丘馬克表示，對于未來計算機組件的生產，這些新穎的電路可以節省材料，從而節約成本。此外，模擬元件的尺寸控制在納米尺度范圍，可滿足更先進的電子元件要求，畢竟磁子芯片的信息密度比電子芯片要大很多倍。