基于磁子的计算基础

固体局部磁序中的扰动可像波一样在材料中传播。此波称为自旋波，其量子称为磁子。近来，物理学家提出利用磁子而非电子（如电子学中所为）来承载与处理信息。该技术开启了新一代计算机的大门，其中数据处理无需任何如电子之类的真实粒子运动。这显著降低了伴随的发热损耗，进而降低了能耗，而鉴于计算设备需求不断增长，这一点至关重要。此外，自旋波的独有特性允许采用非传统计算概念，勾勒出显著更快更强大的下一代信息处理系统的愿景。本综述探讨构成基于磁子的计算基础且对该概念进一步发展至关重要的若干基本主题。首先，涵盖实现逻辑元件与集成磁子电路所需的一维与二维自旋波信息传输。其次，讨论自旋波与电子（电荷与自旋）电流间的转换器。这些转换器对于磁子器件与现代CMOS技术的兼容是必要的。本文从自旋波基础及相关方法学入手，并给出基于磁子的计算背后的总体理念。综述以结论及自旋波前景应用的展望收尾。