所有电子设备都离不开芯片以及由芯片组成的集成电路， 目前电子开关元件通常通过三维即所谓的桥结构连接 。 而德国凯泽斯劳滕技术大学科学家开发出了一种更有效的办法， 他们用磁子（又称玻尔磁子）取代电子， 并通过模型， 首次展示了如何在集成振幅回路中使这些磁子形成电流， 且只在二维尺度上与元件连接 。 该研究已发表在《科学进展》杂志上 。
这项研究工作由凯泽斯劳滕技术大学安德列·丘马克教授负责， 论文第一作者是来自中国的博士生王齐 。 丘马克称， 电子电路是当今通用电子产品的基础， 物理学家正在开发新一代电路， 其中就包括他们正在从事的研究 。 他们采用磁性材料的自旋波传递信息， 这种波的量子粒子就是磁子 。 与电子相比， 磁子可以传输更多的信息， 消耗更少的能量， 产生更少的废热， 这可以使计算机变得更快， 功能更强大 。
王齐介绍说， 如同普通电子电路一样， 为了连接各个开关元件， 需要导体和所谓的线路交叉节点 。 在模拟研究中， 他们成功地开发出了一个磁子交叉节点 。 当两个磁导体极其靠近时， 粒子波的能量就会从一个导体传输到另一个导体 。 这一原理在光学上早已应用， 如利用光纤来传送信息 。
这种集成磁角动量电路的特殊之处在于， 其可以在没有三维桥梁结构的线路交叉节点使用， 而在经典电子电路中， 必须有三维桥梁结构的线路交叉节点， 才能确保电子在多个元件之间流动 。 王齐说， 他们的电路使用二维平面布线， 磁子导体只需要靠近在一起， 这个“接触点”被称为定向耦合器 。 研究人员将借助这个模型设计出第一个磁子电路 。
【首个磁子二维电路模拟成功】丘马克表示， 对于未来计算机组件的生产， 这些新颖的电路可以节省材料， 从而节约成本 。 此外， 模拟元件的尺寸控制在纳米尺度范围， 可满足更先进的电子元件要求， 毕竟磁子芯片的信息密度比电子芯片要大很多倍 。
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