美國成功實現(xiàn)電子自旋信息在超導(dǎo)體內(nèi)的傳輸

美國哈佛大學(xué)保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）的研究人員成功實現(xiàn)了電子自旋信息在超導(dǎo)材料內(nèi)的傳輸，為構(gòu)建量子傳導(dǎo)裝置奠定了基礎(chǔ)。

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(tài)也攜帶著信息，可用于量子信息處理，從而構(gòu)建出性能強大的新型量子計算機。超導(dǎo)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(dǎo)材料內(nèi)流動的庫伯電子對軌道完全對稱，自旋方向完全相反，會導(dǎo)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(xué)SEAS的研究人員構(gòu)建出了一種簡單的超導(dǎo)裝置，找到了控制超導(dǎo)體材料中流動電子自旋的新方法。該超導(dǎo)裝置采用“三明治”結(jié)構(gòu)，外層為超導(dǎo)體，賦予夾層非超導(dǎo)材料碲化汞與外層接近的超導(dǎo)性。在這種超導(dǎo)裝置內(nèi)，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(xiàn)已能夠測量不同位點的自旋動量，并能調(diào)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(jié)構(gòu)設(shè)計提供了參考。

(W.KJ)