代尔夫特理工大学的研究人员利用超导体成功地控制了芯片上的自旋波，这可能会改变节能技术和量子计算的游戏规则。

物理学家使用superco电感器控制芯片上的自旋波，为节能技术和量子计算机的进步铺平道路。

代尔夫特理工大学的量子物理学家已经证明，这是可能的使用superco控制和操纵芯片上的自旋波第一次出现了感应器。磁铁中的这些微小的波可能是电的替代品nic在未来，对节能信息技术或co的兴趣例如，在量子计算机中连接部件。发表在《科学》杂志上的这一突破，主要是让物理学家对磁体和超导体之间的相互作用有了新的认识。

节能的替代品

“自旋波是磁性材料中的波，我们可以用它来传输信息，”领导这项实验的迈克尔·博斯特解释说。“因为自旋波可以成为一种很有前途的高效节能的电子替代品，科学家们多年来一直在寻找一种有效的方法来控制和操纵自旋波。”

理论预测金属电极可以控制自旋波，但物理学家直到现在还没有在实验中看到这种效果。量子纳米科学系副教授Toeno van der Sar说:“我们研究小组的突破在于，如果我们使用超导电极，我们确实可以适当地控制自旋波。”

Superconducting镜子

它的工作原理如下:自旋波产生磁场，磁场反过来又在超导体中产生超电流。这种超电流充当自旋波的镜子:超导电极将磁场反射回自旋波。超导反射镜使自旋波上下移动的速度更慢，这使得自旋波更容易控制。博斯特:“当自旋波通过超导电极时，它们的波长完全改变了!通过稍微改变电极的温度，我们可以非常准确地调整变化的幅度。”

实验的图解。该图显示了两个金电极在一个薄磁层的顶部。中间是一个超导电极。用左边的金电极，研究人员在磁性材料中产生自旋波，这些自旋波向右边传播。在电极的顶部是一个方形的金刚石膜，这使得研究人员可以直接看到超导电极。来源:Michael Borst, TU Delft

“我们从钇铁石榴石(YIG)的薄磁性层开始，它被称为地球上最好的磁铁。在上面我们放置了一个超导电极和另一个电极来诱导自旋波。通过冷却到零下268度，我们使电极进入超导状态，”范德萨说。“令人惊讶的是，随着天气变冷，自旋波变得越来越慢。这给了我们一个独特的方法来操纵自旋波;我们可以转移它们，反映它们，让它们产生共鸣等等。但它也让我们对超导体的特性有了新的认识。”

独特的传感器

研究人员用一种独特的传感器测量自旋波的磁场，这对实验至关重要。Van der Sar:“我们使用钻石中的电子作为自旋波磁场的传感器。我们的实验室是这项技术的先驱。最酷的是，我们可以透过不透明的超导体看到下面的自旋波，就像核磁共振扫描仪可以透过皮肤看到人的身体一样。”

新的电路

“自旋波技术仍处于起步阶段，”博斯特说。“例如，要用这种技术制造节能计算机，我们首先必须开始建造小型电路来执行计算。我们的发现打开了一扇门:超导电极允许无数新的、节能的自旋波电路。”

范德萨补充说:“我们现在可以设计基于自旋波和超导体的设备，这些设备产生的热量和声波很少。”“想想自旋电子学版本的频率滤波器或谐振器，这些元件可以在手机的电子电路中找到，例如。或者可以作为量子计算机中量子比特之间的晶体管或连接器的电路。”

参考文献:“观察和控制混合自旋波-迈斯纳-电流输运模式”，作者:M. Borst, P. H. Vree, A. Lowther, A. Teepe, S. Kurdi, I. Bertelli, B. G. Simon, Y. M. Blanter和T. van der Sar, 2023年10月26日，Science。DOI: 10.1126 / science.adj7576