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马约拉纳费米子灵感麻省理工学院研发“纳米矩形超导二极管”

来源：中关村在线2023-07-31 14:43:12

(资料图)

麻省理工学院近日研发出一种名为“纳米矩形超导二极管”的设备，其传输电流的效率更高，有望降低大功率计算系统的能耗。二极管是一种让电流进行单向传输的器件，现代计算机芯片通常包含数十亿个被称为晶体管的二极管类元件。但随着此类元件数目的增多，芯片的能耗问题也逐步显现。因此，制造超导体二极管一直是物理学的热门话题，因为超导体在一定的低温以下传输电流时没有电阻，效率相对普通二极管类元件更高。据了解，研究人员从一种名为马约拉纳费米子的粒子中得到灵感，开发出一系列纳米矩形超导二极管。第一代超导二极管由一层纳米级的超导体钒组成，第二代超导二极管将超导体与铁磁体分层，再施加微小的磁场对铁磁体进行磁化，产生更强的二极管效应。虽然该项目目前仍处于早期开发阶段，但实验结果已经表明，该超导二极管的硬件能效已经达到了竞品的两倍左右，有望在大幅削减硬件计算能耗的同时，为量子计算技术的开发添砖加瓦。业界对于该超导二极管项目持鼓励态度。麻省理工学院物理系高级研究科学家Jagadeesh Moodera表示，这种纳米矩形超导二极管比人的头发直径还要细约1000倍，因此未来能够使用更少的原材料制造出更多的成品，“一块硅晶圆上可以制造数百万个纳米矩形超导二极管”。德国雷根斯堡大学教授Christoph Strunk也认为，该纳米矩形超导二极管在未来的应用中具有很大的潜力，无论是从基础研究还是从商业应用的角度来看，这项工作都颇具吸引力。

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