称为斯基尔密子的微小磁结构可能为一代新计算机铺平道路，这些计算机处理信息的方式更像人类大脑，同时消耗的电能要少得多。尽管大多数人从未听说过斯基尔密子，但这些微观磁涡旋可能最终在计算机存储和处理数据的方式中发挥重要作用。发表在《自然纳米技术》杂志上的一项研究提供了有关斯基尔密子的行为及科学家如何控制它们的新见解。这些发现可能帮助研究人员开发出更小、更高效的计算系统，并推动新兴的量子技术的发展。大部分研究在德国美因茨的约翰内斯·古腾堡大学物理研究所进行，挪威科技大学（NTNU）的一位教授也参与了其中。NTNU量子自旋电子学中心的负责人阿斯勒·苏德博（Asle Sudbø）表示："斯基尔密子是可以以全新方式存储信息的小型磁涡旋。"与传统技术不同，后者需要越来越多的空间和能量来处理不断增长的数据量，斯基尔密子可能提供一种更高效的替代方案。苏德博解释说："与现有技术不同，我们需要不断增加空间和能源来处理数据，斯基尔密子可能使得构建更小、更节能的数据存储系统成为可能。" 微小的磁涡旋可能使脑类计算机成为可能 斯基尔密子的潜在应用远远超出了传统数据存储。它们对自旋电子学也很重要，自旋电子学探索如何在电子设备中利用电子的磁性特性，以及关于拓扑量子效应的研究。其中一个特别有前景的可能性是开发以生物大脑相似的方式运行的计算机。苏德博表示："这些纳米级涡旋可能有助于开发类似生物大脑的计算机。"这样的系统可以利用磁性处理信息，而不是依赖传统的基于晶体管的计算。从原则上讲，这种方法可能显著降低电力消耗，潜在地使未来的计算机能够用极少的能量执行复杂任务。然而，将这一可能性转化为实用技术，需要科学家准确理解斯基尔密子的行为，以及如何可靠地操纵它们。最新的研究是在朝着这个目标的重要进展。 科学家首次拍摄磁斯基尔密子晶格融化的过程 斯基尔密子并不总是以孤立的磁结构存在。在某些条件下，它们会组织成称为晶格的重复模式，这些模式类似于晶体中原子的有序排列，但规模更小。科学家可以操纵这些排列，这一能力对于在未来计算设备中使用斯基尔密子至关重要。在新的研究中，研究人员实现了之前未曾证明的事情。他们记录了磁斯基尔密子晶格的融化过程，同时控制个别的斯基尔密子。苏德博说："研究人员首次成功地实时拍摄了磁斯基尔密子晶格的融化过程，同时能直接操纵每个单独的斯基尔密子。例如，它们的形状和大小可以在拍摄过程中即时改变。"直接观察这一过程提供了斯基尔密子在其有序结构破裂时的反应的更清晰画面。这也使研究人员可以研究改变单个磁涡旋的大小和形状如何影响其行为。 朝着节能计算迈出的新一步 理解斯基尔密子在晶格崩溃过程中的行为，可能帮助科学家开发更精确的控制方法。如果这些磁结构要成为未来计算机系统中有用的组件，这种控制尤其重要。因此，研究结果提供了不止是一种观察奇特磁现象的新方式，它们还提供了可能帮助研究人员克服开发实用斯基尔密子技术所面临的挑战的信息。苏德博表示："这些发现让我们对这些类型粒子的行为有了新的认识。因此，这可能对未来更节能的计算机技术的发展变得重要。"虽然在斯基尔密子可以用于日常计算设备之前仍需进行大量开发，但研究突显了它们在改善数据存储、启用新计算架构以及支持量子技术进步方面的潜力。通过学习如何实时观察和操纵这些微小的磁涡旋，科学家正在获得最终可能帮助重塑计算机设计的能力。苏德博总结道："这可能彻底改变我们对计算机的看法。"