Vieną dieną jūsų standusis diskas gali naudoti deimantus

Deimantai gali būti raktas į didžiulį duomenų kiekį.

Japonijos mokslininkai sukūrė grynas ir lengvas deimantas skirtas naudoti kvantiniame skaičiavime, kai gali būti sukurti naujų tipų standieji diskai. Tai dalis nuolatinių pastangų panaudoti keistus kvantinės mechanikos efektus informacijai laikyti.

„Skirtingai nei mūsų klasikiniai kompiuteriai, kurie veikia dvejetainiais skaitmenimis (arba „bitais“), ty 0 ir 1, kvantiniai kompiuteriai naudoja „kubitus“, kurie gali būti dviejų būsenų linijinėje kombinacijoje. Davidas Baderis, Naujojo Džersio technologijos instituto kompiuterių mokslų profesorius, tyrinėjantis kvantinę atmintį, sakė Lifewire interviu el. paštu. „Saugoti kubitus yra sudėtingiau nei saugoti klasikinius bitus, nes kubitai negali būti klonuojami, yra linkę į klaidas ir jų gyvavimo laikas yra trumpas – sekundės dalis.

Kvantiniai prisiminimai

Mokslininkai jau seniai iškėlė hipotezę, kad deimantai gali būti naudojami kaip kvantinė laikmena. Kristalinės struktūros gali būti naudojamos duomenims saugoti kaip kubitai, jei jos gali būti beveik be azoto. Tačiau gamybos procesas yra sudėtingas ir iki šiol sukurti deimantai yra per maži praktiniais tikslais.

„Adamant Namiki“ tiksliųjų juvelyrinių dirbinių įmonė ir Sagos universiteto mokslininkai teigia sukūrę naują gamybos procesą, kuriuo galima pagaminti dviejų colių dydžio deimantines plokšteles, kurios yra pakankamai grynos praktiniam naudojimui. „2 colių deimantinė plokštelė teoriškai suteikia pakankamai kvantinės atminties, kad būtų galima įrašyti 1 milijardą „Blu-ray“ diskų“, – rašoma bendrovės pranešime spaudai. „Tai atitinka visus mobiliuosius duomenis, paskirstytus pasaulyje per vieną dieną.

Baderis teigė, kad šis deimantinės atminties metodas priklauso nuo kubito saugojimo kaip branduolinio sukimosi. „Pavyzdžiui, fizikai įrodė, kad kubitas saugomas deimante įterpto azoto atomo sukinyje“, – pridūrė jis.

Perspektyvus tyrimas

Deimantai yra tik vienas iš būdų, kuriuo kvantiniai kompiuteriai gali saugoti duomenis. Mokslininkai siekia dviejų kvantinių prisiminimų kūrimo krypčių: viena naudoja šviesos perdavimą, o kita - fizines medžiagas, sakė Baderis.

„Qubits gali būti pavaizduotas šviesos amplitude ir faze“, - pridūrė Baderis. „Šviesa taip pat naudojama kvantinio skaičiavimo gradiento aido atmintyje, kur šviesos būsenos susietos su atomų debesų sužadinimu, o vėliau šviesa gali būti „nesugerta“. Deja, neįmanoma išmatuoti tiek amplitudės, tiek fazės, netrukdant šviesai. Taigi galime galvoti apie šviesą kaip apie kubitų pernešimo būdą – panašiai kaip į klasikinį kompiuterių tinklą.

Svarstoma net apie egzotiškesnes medžiagas nei deimantai. Anksčiau šiais metais, mokslininkai naudojo kubitą pagamintas iš retųjų žemių elemento iterio jono, kuris taip pat naudojamas lazeriuose, ir šis jonas įterptas į skaidrų itrio ortovanadato kristalą. „Tada kvantinės būsenos buvo manipuliuojamos naudojant optinius ir mikrobangų laukus“, - sakė Baderis.

Kvantinė atmintis gali išvengti problemų gaminant pakankamai didelius standžiuosius diskus. Baderis atkreipė dėmesį į tai, kad klasikinėse kompiuterių saugojimo sistemose, esančiose asmeniniuose kompiuteriuose, informacijos kiekis, saugomas klasikiniais bitais, auga tiesiškai. Pavyzdžiui, jei padvigubinate standųjį diską nuo 512 GB iki 1 TB, dvigubai padidinsite informacijos, kurią galite saugoti, kiekį, sakė jis.

Kubitai yra „fenomenalūs“ informacijos saugojimui, o pateikiamos informacijos kiekis eksponentiškai auga kubitų skaičiuje. „Pavyzdžiui, į sistemą įtraukus dar vieną kubitą, būsenų skaičius padvigubėja“, – sakė Baderis.

Vasilijus PerebeinasNiujorko Bafalo valstijos universiteto profesorius, dirbantis su kvantine atmintimi, sakė Lifewire el. interviu, kad mokslininkai bando nustatyti kietojo kūno medžiagas, kurios galėtų būti naudingos kvantiniams duomenims saugykla.

„Kietosios kūno kvantinės atminties pranašumas yra galimybė miniatiūrizuoti ir padidinti kvantinio tinklo įrenginio komponentus“, - sakė Perebeinosas.

Tačiau nesitikėkite, kad jūsų kompiuteryje greitai atsiras kvantinis standusis diskas. Baderis teigė, kad „prireiks metų, o galbūt net dešimtmečių, kol bus sukurti pakankamai dideli kvantiniai kompiuteriai su pakankamu kubitų skaičiumi, kad būtų galima išspręsti realias programas“.