状元彩票注册

欢迎来到 阿仪网

免费注册

状元彩票注册 | 产品 | 求购 | 资讯 | 专题 | 找厂商 | 打听 | 人才 | 品牌 | 资料 | 技术文献 | 展会 | 耗材 | 配件 | 新品 | 促销 | 书籍 | 招标 | 优质仪器
广告
广告

您的位置:状元彩票注册>仪器仪表资讯>实验室动态>首个二维集成磁振子电路研发成功

首个二维集成磁振子电路研发成功

发布时间:2020/10/23编辑:Ma Liang 人气:1786

  【阿仪网 实验室动态】近日,在追求更小、更节能的计算机方面科学家取得重要进展。

  为了解决电子移动产生的焦耳热限制,科学家们充分利用波的潜力,开发出一种磁振子电路,用自旋波来传播和处理信息。

  这种磁振子电路采用极简的二维设计,所需的能量比目前先进的电子芯片少约10倍,将来有望在量子计算和类脑的神经网络计算等领域获得应用。

  磁振子,电子的替代品

  电子器件中信息的传输和处理是通过对电子的操控完成的,但是电子移动所产生的焦耳热限制了电子器件向小型化和低功耗方向的发展。于是科学家不断寻找电子的替代品,例如光子或磁振子。

  在量子力学的等效波图中,磁振子可以被看作是量化的自旋波。利用磁振子开发磁控器件组件,包括逻辑门、晶体管和非布尔计算单元,已经获得成功。但作为电路组成部分的磁定向耦合器,由于其毫米尺寸和多模频谱始终无法实用。

  现在,德国凯泽斯劳滕工业大学和奥地利维也纳大学的科学家成功开发出一款亚微米尺寸的磁定向耦合器,并通过波的非线性效应设计了一个易于加工的基于二维平面的半加器,实现了用自旋波来传播和处理信息。

  科学家们开发的这个集成磁振子电路尺寸极小,采用了极简的二维设计,所需的能量比目前最先进的电子芯片要少约10倍。相关成果发表在《自然·电子学》上。

  充分利用自旋波的波动性

  研究负责人、维也纳大学的安德列·丘马克教授说:“最初计划的磁振子电路非常复杂,现在的版本比最初的设计至少好了100倍。”他把这归因于论文的第一作者,来自中国的王棋。

  博士毕业于德国凯泽斯劳滕工业大学,目前在维也纳大学从事博士后研究的王棋介绍说:“该研究源自我博士期间的一个项目,从概念提出、理论计算、仿真设计以及实验制备和测试,整个工作持续了近4年时间,光是仿真设计就重复了几百次,现在这个设计已经是第四个版本。”

  接受科技日报记者采访时,王棋介绍说:“目前的电子设备,信息都是用电子携带的,但是电子的定向移动会导致焦耳热,功耗高。我们现在用自旋波(磁振子)来携带信息,进行计算,可以大幅降低功耗。而且由于磁振子是一种波,波的一些特性可用来简化设计,从而降低器件的尺寸。简单地说,波的基本量有振幅和相位,我们的研究中主要用波的振幅来携带信号,即振幅大,信号为1;振幅小,信号为0。”

  王棋说:“起初我们的思路是模仿电子设备,通过构造14磁振子晶体管实现半加器,后来发现结构太复杂而且不容易实现。我们意识到还没有充分利用自旋波的波动性。因此,在最新的设计中我们利用了波的干涉,使用了自旋波导之间偶极作用与自旋波能量相关这个非线性效应来实现了半加器的设计。不过出于成本的考虑,整个半加器是在一个二维平面上加工的。目前这个设计只是功耗更低,速度还没有电子芯片快。”

  自旋波研究有重要意义

  王棋表示,这种磁振子电路的特殊之处在于,其信息由自旋波携带,信息的传播和处理过程中没有电子的参与,因此没有焦耳热,极大地降低了能量损耗。另一方面,通过利用波的干涉、衍射和非线性效应,又极大地简化了器件的设计。王棋说:“典型的半加器在电子芯片中需要14个晶体管,而我们的设计中只需要3根彼此靠近的纳米线。”

  王棋说:“目前的计算机都是建立在布尔体系(逻辑运算)之下的,我们的研究让人们看到了波的波动性的潜力,对于非布尔体系的计算,波比电子有很大的优势。目前的研究思路还是在和布尔体系下的电子计算机相比,这种情况下波的优势没有完全显现出来,将来我们要跳出布尔体系。”

  丘马克教授认为,磁振子电路在量子计算和类脑的神经网络计算等方面有广阔的应用前景。自旋波无热耗散、容易实现室温玻色——爱因斯坦凝聚等宏观量子效应的优点正在得到越来越多的关注。基于自旋波的信息传输、逻辑计算有可能成为后摩尔时代信息传输、处理的重要方式之一。因此,自旋波研究具有重要的科学意义和应用潜力。

状元彩票注册微信号:ayiwangapp17

(来源: 中国科学院科技产业网 )

标签:

上一篇: 高能所1.3 GHz 9-cell高Q超导腔研发取得进展 下一篇:白色新涂料让建筑更凉快

为您推荐

相关新闻

Prodigy宣布推出嵌入式接口逻辑分析仪 发布时间:2020/11/20
  【阿仪网 行业资讯】全球TMT2020年11月11日,总部位于印度班加罗尔的Prodigy Technovations Pvt. Ltd宣布推出创新的嵌入式接口逻辑分析仪,以解决嵌入式设计团队面临
西安光机所成功研制双波长窄带可见光频率梳光源 发布时间:2020/11/20
【阿仪网 行业资讯】近期,瞬态光学与光子技术国家重点实验室超快激光技术组取得新进展,研制成功重频200MHz的飞秒全保偏光纤频率梳和双波长可见光频率梳光源,飞秒光纤光频梳重频和载波包络偏移频率稳定度分
潮州市药监局通过《食品接触用塑料复合膜袋产品标签标识技术规范》等两项省级团体标准审定 发布时间:2020/11/20
  【阿仪网 行业资讯】11月14日,在省市场监管局指导下,由潮州市质量计量监督检测所主导制定的《食品接触用塑料复合膜袋产品标签标识技术规范》和《密胺塑料餐具产品标签标识技术规范》等两项团体标准审定会
新三板医疗器械转板企业盘点 发布时间:2020/11/20
  【阿仪网 器械行情】目前,通过精选层实现直接转板上市的方式,尚处于试点阶段。本文主要盘点以往在新三板摘牌后“转板”上市的医疗器械企业。长期以来,新三板医疗器械企业想要实现A
状元彩票注册量子计算新突破:在71个格点超冷原子量子模拟器中求解施温格方程 发布时间:2020/11/20
 【阿仪网 行业资讯】北京时间11月19日,《自然》杂志发表了中国科学技术大学教授潘建伟、苑震生等最新研究进展,在71个格点的超冷原子量子模拟器中求解施温格方程。这一成果成功利用规模化量子计
首届中国陆面蒸散发研究大会召开 发布时间:2020/11/20
  【阿仪网 学术会议】11月13日至15日,首届中国陆面蒸散发研究大会在北京召开。  蒸散发(Evapotranspiration,ET)是地球系统中水圈、大气圈、土壤圈和生物圈
广告

图片视点

地质灾害防治刻不容缓 监测仪器仪表大显身手

优质产品

版权声明

凡本网注明"来源:阿仪网"的所有作品,版权均属于阿仪网,未经本网授权不得转载、摘编或利 用其它方式使用。已获本网授 权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:阿仪网"。违者本网将追究相关法律责任。

本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其 真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用 ,必须保留本网注明 的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

旗下频道

色谱仪 光谱仪 反应釜 试验箱 试验机 搅拌器 培养箱 离心机 水分测定 气体检测 量热仪 石油仪器 纯水器 比表面仪 温度记录 流量计 万用表 显微镜 粒度仪 测厚仪 硬度计 酸度计 元素分析 生物试剂 电线电缆 天平衡器 传感器 食品检测 压力仪表 电化学 测厚仪 阀门仪表 电力仪表 干燥设备 药物检测
恒彩彩票投注 冠军彩票开户 快3网上投注 秒速赛车开奖直播 快三平台 快三平台 山东群英会app 快三网上购买 北京赛车 内蒙古快3