基于超导二极管效应的量子神经元晶体管

凭借无耗散的单向导通特性，超导二极管效应不仅能够为超低功耗电子器件的开发提供全新思路,突破传统电子器件的能耗瓶颈，而且还有望推动新型计算范式的快速发展。因此，探索如何利用超导二极管效应来构建新原理电子器件，已成为凝聚态物理与信息技术交叉领域内一个广泛关注的议题。

团队通过采用“原子乐高”技术，构筑了新型伊辛超导-垂直磁各向异性量子材料,观察到磁矩依赖的超导二极管效应,并在零磁场下实现了超导二极管的非易失电控开关。进一步,团队利用该效应构筑了单个量子神经元品体管,实现了对大脑皮层神经元异或分类功能的模拟。量子品体管的这些现象能够很好地模拟大脑皮层神经元的选择性阈值响应行为。仅利用单个量子品体管就可以实现异或门这一需要多个传统品体管才能实现的非线性逻辑功能,在低功耗计算方面展现出巨大的应用潜力。该工作为发展基于超导量子材料的类脑计算提供了一条可行的技术路线。

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