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【磁阻效應】

磁阻效應是指某些金屬或半導體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現象。同霍爾效應一樣，磁阻效應也是由于載流子在磁場中受到洛倫茲力而產生的。在達到穩態時，某—速度的載流子所受到的電場力與洛倫茲力相等，載流子在兩端聚集產生霍爾電場，比該速度慢的載流子將向電場力方向偏轉，比該速度快的載流子則向洛倫茲力方向偏轉。這種偏轉導致載流子的漂移路徑增加。或者說，沿外加電場方向運動的載流子數減少，從而使電阻增加。這種現象稱為磁阻效應。

磁阻效應廣泛用于磁傳感、磁力計、電子羅盤、位置和角度傳感器、車輛探測、GPS導航、儀器儀表、磁存儲（磁卡、硬盤）等領域。磁阻器件由于靈敏度高、抗干擾能力強等優點在工業、交通、儀器儀表、醫療器械、探礦等領域得到廣泛應用，如數字式羅盤、交通車輛檢測、導航系統、偽鈔檢別、位置測量等。其中最典型的銻化銦（InSb）傳感器是一種價格低廉、靈敏度高的磁阻器件磁電阻，有著十分重要的應用價值。磁阻效應主要分為常磁阻、巨磁阻、超巨磁阻、異向磁阻、穿隧磁阻效應等。

2007年諾貝爾物理學獎授予來自法國國家科學研究中心的物理學家艾爾伯·費爾和來自德國尤利希研究中心的物理學家皮特·克魯伯格，以表彰他們發現巨磁電阻效應的貢獻。

【量子反常霍爾效應】

在凝聚態物理領域，量子霍爾效應研究是一個非常重要的研究方向。量子反常霍爾效應不同于量子霍爾效應，它不依賴于強磁場而由材料本身的自發磁化產生。在零磁場中就可以實現量子霍爾態，更容易應用到人們日常所需的電子器件中。2013年，由清華大學薛其坤院士領銜、清華大學物理系和中科院物理研究所組成的實驗團隊從實驗上首次觀測到量子反常霍爾效應。

我們使用計算機的時候，會遇到計算機發熱、能量損耗、速度變慢等問題。這是因為常態下芯片中的電子運動沒有特定的軌道、相互碰撞從而發生能量損耗。而量子霍爾效應則可以對電子的運動制定一個規則，讓它們在各自的跑道上“一往無前”地前進，“這就好比一輛高級跑車，常態下是在擁擠的農貿市場上前進，而在量子霍爾效應下，則可以在‘各行其道、互不干擾的高速路上前進。”

【腦機接口】

腦機接口（brain-computer interface，BCI），有時也稱作“大腦端口”或者“腦機融合感知”，它是在人或動物腦（或者腦細胞的培養物）與外部設備間建立的直接連接通路。在單向腦機接口的情況下，計算機或者接受腦傳來的命令，或者發送信號到腦（例如視頻重建），但不能同時發送和接收信號。而雙向腦機接口允許腦和外部設備間的雙向信息交換。在該定義中，“腦”一詞意指有機生命形式的腦或神經系統，而并非僅僅是“mind”。“機”意指任何處理或計算的設備，其形式可以從簡單電路到硅芯片。在對腦機接口的實驗研究中，獲得的此類知識顯著增長。研究的主線是大腦不同尋常的皮層可塑性，它與腦機接口相適應，可以像自然肢體那樣控制植入的假肢。在當前所取得的技術與知識的進展之下，腦機接口研究的先驅者們可令人信服地嘗試制造出增強人體功能的腦機接口，而不僅僅止于恢復人體的功能。

【量子通訊】

量子通訊（Quantum Communica

tion）是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子通訊是近二十年發展起來的新型交叉學科，是量子論和信息論相結合的新的研究領域。

量子通訊主要涉及：量子密碼通信、量子遠程傳態和量子密集編碼等，這門學科已逐步從理論走向實驗，并向實用化發展。高效安全的信息傳輸日益受到人們的關注。基于量子力學的基本原理，量子通訊具有高效率和絕對安全等特點，并因此成為國際上量子物理和信息科學的研究熱點。

量子通訊系統的基本部件包括量子態發生器、量子通道和量子測量裝置。按其所傳輸的信息是經典還是量子而分為兩類。前者主要用于量子密鑰的傳輸，后者則可用于量子隱形傳態和量子糾纏的分發。所謂隱形傳送指的是脫離實物的一種“完全”的信息傳送。從物理學角度，可以這樣來想象隱形傳送的過程：先提取原物的所有信息，然后將這些信息傳送到接收地點，接收者依據這些信息，選取與構成原物完全相同的基本單元，制造出原物完美的復制品。