20世紀60年代，人們提出了一種奇異的物質相，稱為激子絕緣體。幾十年後，在真實的物質中發現了這一階段的證據。最近，由於室溫下，Ta2NiSe5材料中可能存在激子絕緣子相，因此引起了人們的特別關注。這種物質由鉭、鎳和硒元素組成，有可能在能效更高、速度更快的計算機上取得突破。

現在，在加州理工學院的一項新的《物理評論快報》研究中，研究人員第一次找到了如何“翻轉”Ta2NiSe5中的激子絕緣體的方法。計算機使用一種由1和0組成的二進位制語言進行通訊，這種二進位制語言也被稱為位元。為了讓計算機工作，位元需要開啟或關閉(1開啟，0關閉)。今天的一些計算硬體是透過翻轉電子的磁矩或方向來工作的，磁矩可以是向上的，也可以是向下的。雖然激子絕緣體沒有磁矩，但在Ta2NiSe5中它們有兩個固有的方向，可以用來表示1和0。

在磁矩的例子中，人們可以透過施加相反的磁場來改變它們的方向。但是對於激子絕緣體來說，還沒有已知的磁場的等效物。我們想出了一種利用光來完成這項任務的方法，”加州理工學院物理學教授、量子資訊與物質研究所(IQIM)成員、這項新研究的合著者David Hsieh說。

在新的理論和實驗研究中，物理學家演示瞭如何利用鐳射脈衝來控制激子絕緣子相位，時間尺度小於一皮秒，即一萬億分之一秒。雖然這項工作對超快計算機處理有意義，研究人員也對他們的發現的基礎方面感到興奮。

“在學習控制和操縱這種材料的過程中，我們也揭示了一種稀有物質的潛在自然規律，”該研究的主要作者寧宏烈(音)說，他是謝家華實驗室的一名研究生。