研究人员揭示二维磁性器件在未来计算中的潜力

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研究人员解锁了2D磁性器件在未来计算中的潜力

美国怀俄明大学的研究团队创造了一种创新的方法，用于控制超薄的二维van der Waals磁体中的微小磁态——这个过程类似于如何通过翻转开关来控制灯泡。

这项研究成果发表在《自然通讯》杂志上。研究人员使用铬三碘化物构建了磁隧道结构装置，通过向这种结构发送微小的电流来控制磁性领域的方向。这个突破不仅令人感到有趣，而且非常实用。它比传统方法消耗的能量小三个数量级，相当于将旧的白炽灯泡换成LED灯，标志着未来技术的潜在变革。这项研究可能导致开发出比以往任何时候都更快、更小、更节能和更强大的新型计算设备。

传统计算机使用位来存储信息，即0和1。量子计算机使用可以同时表示“0”和“1”的量子位，从而指数级增加处理能力。而在该研究中，他们开发了一种可以根据隧道电流控制概率在“0”和“1”之间切换的概率位。这些位基于超薄二维磁体的独特属性，并且可以连接在一起，形成一种类似大脑神经元的新型计算机，即概率计算机。这些新计算机的潜在革命性在于它们能够处理对传统甚至是量子计算机极具挑战性的任务，例如某些类型的复杂机器学习任务和数据处理问题。它们天生容错性强，设计简单并且占用空间更小，这可能会导致更高效和更强大的计算技术。

此外，他们还开发了一个理论模型，阐明了隧道电流如何影响2D磁性隧道结构中的自旋状态。该研究得到了美国能源部、怀俄明州NASA EPSCoR（激励竞争性研究计划）、国家科学基金会和日本文部科学省的资助。

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