研究人员用激光创造出奇特的磁粒子 可能为量子计算机带来变革

瑞典隆德大学的研究人员发现了一种利用超快激光光脉冲制造纳米级磁性粒子的新方法。这一发现可能为新的和更节能的技术部件铺平道路，并在未来的量子计算机中变得有用。磁斯格明子(Magnetic Skyrmions)有时被描述为磁性漩涡。与铁磁状态不同--铁磁状态出现在传统的磁体中，如罗盘和冰箱磁体--斯格明子的状态是相当特殊的：

磁化的方向并不是在材料的任何地方都指向同一个方向，而最好的描述是一种旋转的磁性。

斯格明子对基础研究和工业都有很大的兴趣，因为它们可以用来制造更紧凑的计算机存储器。然而，这说起来容易做起来难。将斯格明子用于技术目的需要在短时间内以高效的方式写入、擦除和操纵粒子，并具有高空间精度。

在一项新的研究中，来自隆德大学的研究人员Claudio Verdozzi和来自汉堡马克斯-普朗克物质结构与动力学研究所的Emil Viñas Boström和Angel Rubio发现了一种新方法，他们从理论上证明了如何能够满足其中的一个要求，即如何在超短的时间尺度内利用激光脉冲创造磁斯格明子。

研究小组已经确定了一个微观机制，解释了一个实验方案，该方案已被证明对创造磁斯格明子很有用。使用飞秒激光脉冲--持续时间为十亿分之一秒的光脉冲有可能超快地创造天体。研究表明，光可以被用来在非常短的时间范围内操纵局部的磁激发。

这项新发现可以带来许多应用，包括量子技术--在这个领域，量子力学特性被用来解决传统计算机无法处理的极其先进的计算。磁性激发，如斯格明子和所谓的自旋波也被认为能够帮助减少技术部件的能源消耗，从而可以帮助实现未来的气候目标。

由于其技术潜力，斯格明子是理论和实验研究的重点。此外，它们奇异的磁力模式在概念上和数学上都有一种让人不禁想去探寻的吸引力。

关键词： 新型磁粒子 量子计算机 材料科学 节能技术