あなたのハードドライブはいつか保管のためにダイヤモンドを使うかもしれません

ダイヤモンドは、膨大な量のデータを保存するための鍵となる可能性があります。

日本の研究者が作成しました 純粋で軽いダイヤモンド 新しい種類のハードドライブにつながる可能性のある動きの量子コンピューティングで使用するため。 これは、量子力学の奇妙な効果を使用して情報を保持するための継続的な取り組みの一環です。

「2桁（または「ビット」）、つまり0と1で動作する従来のコンピューターとは異なり、量子コンピューターは2つの状態の線形結合が可能な「キュービット」を使用します。」 デビッド・ベイダー量子メモリを研究しているニュージャージー工科大学のコンピュータサイエンス教授は、電子メールのインタビューでLifewireに語った。 「キュービットはクローン化できず、エラーが発生しやすく、数分の1秒という短い寿命があるため、キュービットの保存は従来のビットの保存よりも困難です。」

量子メモリー

研究者たちは、ダイヤモンドが量子記憶媒体として使用できると長い間仮説を立ててきました。 結晶構造は、窒素をほとんど含まないようにすることができれば、データをキュービットとして保存するために使用できます。 しかし、製造工程は複雑で、これまでに作られたダイヤモンドは小さすぎて実用的ではありません。

アダマンド並木プレシジョンジュエリーカンパニー 佐賀大学の研究者は、サイズが2インチで、実用に十分な純度のダイヤモンドウェーハを製造できる新しい製造プロセスを開発したと主張しています。 「2インチのダイヤモンドウェーハは、理論的には10億枚のBlu-rayディスクを記録するのに十分な量子メモリを可能にします」と同社はニュースリリースに書いています。 「これは、世界中で1日に配信されるすべてのモバイルデータに相当します。」

Baderは、このダイヤモンドメモリアプローチは、量子ビットを核スピンとして保存することに依存していると述べました。 「たとえば、物理学者は、ダイヤモンドに埋め込まれた窒素原子のスピンにキュービットを格納することを実証しました」と彼は付け加えました。

有望な研究

ダイヤモンドは、量子コンピューターがデータを保存できる唯一の方法です。 科学者たちは、量子メモリを構築するために2つの方向を追求しています。1つは光の透過を使用し、もう1つは物理的な材料を使用します。

「量子ビットは、光の振幅と位相で表すことができます」とBader氏は付け加えました。 「光は量子コンピューティングのグラディエントエコーメモリでも使用され、光の状態が原子の雲の励起にマッピングされ、後で光を「吸収されない」ようにすることができます。 残念ながら、光に干渉せずに振幅と位相の両方を測定することは不可能です。 したがって、光は、古典的なコンピュータネットワークのように、量子ビットを輸送する方法と考えることができます。」

ダイヤモンドよりもさらにエキゾチックな素材が検討されています。 今年の初め、 科学者はキュービットを使用しました 希土類元素であるイッテルビウムのイオンから作られ、レーザーにも使用されており、このイオンをオルトバナジン酸イットリウムの透明な結晶に埋め込んでいます。 「その後、量子状態は光場とマイクロ波場を使って操作された」とバーダー氏は語った。

量子メモリは、十分な大きさのハードドライブを生成する際の問題を回避できる可能性があります。 Bader氏は、PCに搭載されている種類の従来のコンピュータストレージシステムは、従来のビットによって格納される情報の量が直線的に増加することを指摘しました。 たとえば、ハードドライブを512GBから1TBに倍増すると、保存できる情報量が2倍になると同氏は述べています。

量子ビットは情報を格納するための「驚異的」であり、表される情報の量は量子ビットの数とともに指数関数的に増加します。 「たとえば、システムに量子ビットを1つ追加するだけで、状態の数が2倍になります」とBader氏は述べています。

Vasili Perebeinos量子メモリに取り組んでいるニューヨーク州立大学バッファロー校の教授は、Lifewireに電子メールで語った 研究者が量子データに役立つ可能性のある固体材料を特定しようとしているというインタビュー ストレージ。

「ソリッドステート量子メモリの利点は、量子ネットワークデバイスのコンポーネントを小型化およびスケーリングできることです」とPerebeinos氏は述べています。

ただし、すぐにPCにクォンタムハードドライブが搭載されることを期待しないでください。 Bader氏は、「実際のアプリケーションを解くのに十分な数の量子ビットを備えた十分な大きさの量子コンピューターを構築するには、数年、場合によっては数十年かかるだろう」と述べた。