Vaš trdi disk bo morda nekega dne uporabljal diamante za shranjevanje

Diamanti so lahko ključ do shranjevanja velikih količin podatkov.

Raziskovalci na Japonskem so ustvarili čist in lahek diamant za uporabo v kvantnem računalništvu v potezi, ki bi lahko vodila do novih vrst trdih diskov. To je del stalnih prizadevanj za uporabo čudnih učinkov kvantne mehanike za shranjevanje informacij.

"Za razliko od naših klasičnih računalnikov, ki delujejo na binarnih števkah (ali 'bitih'), to je 0 in 1, kvantni računalniki uporabljajo 'kubite', ki so lahko v linearni kombinaciji dveh stanj," David Bader, profesor računalništva na Tehnološkem inštitutu New Jersey, ki preučuje kvantni spomin, je za Lifewire povedal v e-poštnem intervjuju. "Shranjevanje kubitov je bolj zahtevno kot shranjevanje klasičnih bitov, saj kubitov ni mogoče klonirati, so nagnjeni k napakam in imajo kratko življenjsko dobo delčka sekunde."

Kvantni spomini

Raziskovalci že dolgo domnevajo, da bi lahko diamante uporabili kot kvantni medij za shranjevanje. Kristalne strukture se lahko uporabljajo za shranjevanje podatkov kot kubitov, če jih lahko naredimo skoraj brez dušika. Vendar je proizvodni proces zapleten in do zdaj so bili ustvarjeni diamanti premajhni za praktične namene.

Adamant Namiki Precision Jewelry Company in raziskovalci z univerze Saga trdijo, da so razvili nov proizvodni proces, ki lahko proizvaja diamantne rezine, ki so velike dva palca in so dovolj čiste za praktično uporabo. "2-palčna diamantna rezina teoretično omogoča dovolj kvantnega pomnilnika za snemanje 1 milijarde Blu-ray diskov," je podjetje zapisalo v sporočilu za javnost. "To je enakovredno vsem mobilnim podatkim, ki so razdeljeni na svetu v enem dnevu."

Bader je dejal, da ta pristop diamantnega spomina temelji na shranjevanju kubita kot jedrskega vrtenja. "Fiziki so na primer dokazali shranjevanje kubita v vrtenju atoma dušika, vgrajenega v diamant," je dodal.

Obetavne raziskave

Diamanti so le en način, na katerega bi kvantni računalniki lahko shranili podatke. Znanstveniki iščejo dve smeri za izgradnjo kvantnih spominov, eno z uporabo prenosa svetlobe in drugo z uporabo fizičnih materialov, je dejal Bader.

"Kubite je mogoče predstaviti z amplitudo in fazo svetlobe," je dodal Bader. "Svetloba se uporablja tudi v gradientnem odmevnem spominu kvantnega računalništva, kjer so stanja svetlobe preslikana v vzbujanje oblakov atomov, svetloba pa se lahko kasneje 'ne absorbira'. Na žalost pa je nemogoče izmeriti tako amplitudo kot fazo brez poseganja v svetlobo. Tako lahko razmišljamo o svetlobi kot načinu za transport kubitov - podobno kot klasično računalniško omrežje."

Razmišljajo se o celo bolj eksotičnih materialih kot diamanti. V začetku tega leta, znanstveniki so uporabili kubit izdelan iz iona elementa redkih zemelj, itbija, ki se uporablja tudi v laserjih, in je ta ion vgrajen v prozoren kristal itrijevega ortovanadata. "Kvantna stanja so bila nato manipulirana z optičnimi in mikrovalovnimi polji," je dejal Bader.

Kvantni pomnilnik bi lahko preprečil težave pri izdelavi dovolj velikih trdih diskov. Bader je poudaril, da klasični računalniški sistemi za shranjevanje, kakršni so v osebnih računalnikih, linearno rastejo v količini informacij, ki jih shranijo klasični biti. Na primer, če podvojite svoj trdi disk s 512 GB na 1 TB, ste podvojili količino informacij, ki jih lahko shranite, je dejal.

Kubiti so "fenomenalni" za shranjevanje informacij, količina predstavljenih informacij pa eksponentno raste v številu kubitov. "Na primer, če sistemu dodate samo še en kubit, podvojite število stanj," je dejal Bader.

Vasilij Perebeinos, profesor na državni univerzi New York Buffalo, ki dela na kvantnem spominu, je za Lifewire povedal v e-pošti intervjuju, da raziskovalci poskušajo identificirati trdne materiale, ki bi lahko bili koristni za kvantne podatke skladiščenje.

"Prednost kvantnega pomnilnika v polprevodniškem stanju je v zmožnosti miniaturizacije in obsega komponent kvantne omrežne naprave," je dejal Perebeinos.

Vendar ne pričakujte kvantnega trdega diska v vašem računalniku kmalu. Bader je dejal, da bo "trajala leta in morda celo desetletja, da se zgradi dovolj velike kvantne računalnike z zadostnim številom kubitov za reševanje aplikacij v resničnem svetu."