中國科學院高能物理研究所官網關于“電子自旋”的現新芯片介紹稱，出于量子場論的磁態需要，自旋概念被引入?；蚩珊屠撞坏娮哟嬖谧孕?，用于中子、突破質子、中國光子等所有微觀粒子都存在自旋，科學只不過取值不同?，F新芯片自旋和靜質量、磁態電荷等物理量一樣，或可和雷也是用于描述微觀粒子固有屬性的物理量。自旋為0的突破粒子像一個圓點：從任何方向看都一樣。而自旋為1的粒子像一個箭頭：從不同方向看是不同的。

自旋不同于自轉。中國科學院高能物理研究所微信公眾號發布的《候鳥的量子力學：自旋、糾纏態與地磁導航》一文介紹，我們無法從經典的角度來理解自旋。目前的理論和實驗都沒有發現電子的半徑下限，因此電子是被當作點粒子來對待的。根據泡利不相容原理，兩個電子不能處在同一個狀態上，因此原子核周圍的電子一般都是成對分布的，一個原子軌道上可以容納兩個電子，一個自旋向上，一個自旋向下。這兩個電子的自旋取向不能相同，處在一種關聯的狀態，也就是我們通常所說的量子糾纏態。

激發態被用于描述原子、分子等吸收能量后，電子被激發到更高能級的狀態。此后，電子可能在短時間內向較低能級躍遷，釋放出一定的能量，比如釋放出光子，或返回基態。

不存在電子噪聲，可用于雷達精準探測

上?？萍即髮W上述消息稱，芯片的研發主要遵循著摩爾定律，即每18個月到兩年間，芯片的性能會翻一倍。然而，隨著人類社會逐漸步入后摩爾時代，一味降低芯片制程受到了“極限挑戰”。處理器性能翻倍的時間延長，“狂飆”的發展勢頭遇到了技術瓶頸。在市場需求驅動下，人們迫切需要“新鮮血液”的注入，來激活低功耗、高集成化、高信息密度信息處理載體的出路。基于磁性材料發展建立的自旋電子學以及磁子電子學發展迅猛，為突破上述限制提供了出路。

研究團隊還發現，最新發表的光誘導磁子態具有豐富的非線性，這種非線性會產生一種磁子頻率梳。

頻率梳（上）。非線性磁振子-斯格明子散射(magnon-skyrmion scattering)產生自旋波頻率梳示意圖。來自《Magnonic Frequency Comb through Nonlinear Magnon-Skyrmion Scattering》。

相較于微波諧振電路中產生的頻率梳，這一新型頻率梳不存在電子噪聲，因此，有望在信息技術中實現超低噪聲的信號轉換。

“常規磁子強耦合態依賴于諧振腔才能構建……我們則擺脫了這一依賴，通過外加微波誘導，即可產生磁子強耦合態。這樣的開放邊界下的耦合態有望像樂高一樣有序組合，獲得豐富的功能性?！眻F隊負責人陸衛教授表示。

陸衛表示，“我們發現的頻率梳在微波頻段，這是雷達、通訊、信息無線傳輸使用的頻段，可以預測，我們的頻率梳必然能在這些領域中發揮作用?！?/p>

陸衛解釋，頻率梳就像是一把游標卡尺，能夠對頻譜上的風吹草動進行精準的測量。此前人們發現的光學頻率梳（光頻梳）就在原子鐘、超靈敏探測中展現了令人驚嘆的精度。

該研究工作由上?？萍即髮W、中國科學院上海技術物理研究所和華中科技大學三家單位共同完成，上?？萍即髮W為第一完成單位。論文第一作者是上科大物質學院助理研究員饒金威，通訊作者是上科大物質學院陸衛教授、中科院上海技物所姚碧霂副研究員和華中科技大學于濤教授。

論文鏈接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.046705