美国成功实现电子自旋信息在超导体内的传输

美国成功实现电子自旋信息在超导体内的传输

美国哈佛大学保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的研究人员成功实现了电子自旋信息在超导材料内的传输，为构建量子传导装置奠定了基础。

对于电子来说，不仅其所带的电荷能够传递信息，其不同的自旋态也携带着信息，可用于量子信息处理，从而构建出性能强大的新型量子计算机。超导材料因其电子运动不会消耗任何能量，成为研制低能耗量子装置的最佳选择，但通常，超导材料内流动的库伯电子对轨道完全对称，自旋方向完全相反，会导致自旋动量相互抵消，因此，无法传输电子的自旋信息。

哈佛大学SEAS的研究人员构建出了一种简单的超导装置，找到了控制超导体材料中流动电子自旋的新方法。该超导装置采用“三明治”结构，外层为超导体，赋予夹层非超导材料碲化汞与外层接近的超导性。在这种超导装置内，电子对轨道的对称性被打破，自旋方向不再相反，而是沿不同方向交替自旋。研究人员现已能够测量不同位点的自旋动量，并能调整电子对的自旋动量总和。

该项研究成果不仅为量子信息储存提供了新思路，也为量子材料的结构设计提供了参考。

(W.KJ)