美國成功實現電子自旋信息在超導體內的傳輸

美國成功實現電子自旋信息在超導體內的傳輸

美國哈佛大學保爾森工程與應用科學學院（SEAS）的研究人員成功實現了電子自旋信息在超導材料內的傳輸，為構建量子傳導裝置奠定了基礎。

對于電子來說，不僅其所帶的電荷能夠傳遞信息，其不同的自旋態也攜帶著信息，可用于量子信息處理，從而構建出性能強大的新型量子計算機。超導材料因其電子運動不會消耗任何能量，成為研制低能耗量子裝置的最佳選擇，但通常，超導材料內流動的庫伯電子對軌道完全對稱，自旋方向完全相反，會導致自旋動量相互抵消，因此，無法傳輸電子的自旋信息。

哈佛大學SEAS的研究人員構建出了一種簡單的超導裝置，找到了控制超導體材料中流動電子自旋的新方法。該超導裝置采用“三明治”結構，外層為超導體，賦予夾層非超導材料碲化汞與外層接近的超導性。在這種超導裝置內，電子對軌道的對稱性被打破，自旋方向不再相反，而是沿不同方向交替自旋。研究人員現已能夠測量不同位點的自旋動量，并能調整電子對的自旋動量總和。

該項研究成果不僅為量子信息儲存提供了新思路，也為量子材料的結構設計提供了參考。

(W.KJ)