Ključni podaci za van
- Dijamanti bi se jednog dana mogli koristiti za pohranu ogromne količine informacija.
- Istraživači pokušavaju iskoristiti čudne učinke kvantne mehanike za čuvanje informacija.
- Međutim, stručnjaci kažu da ne očekujte kvantni tvrdi disk u svom računalu u skorije vrijeme.
Dijamanti mogu biti ključ za pohranjivanje golemih količina podataka.
Istraživači u Japanu stvorili su čisti i lagani dijamant za upotrebu u kvantnom računalstvu u potezu koji bi mogao dovesti do novih vrsta tvrdih diskova. To je dio stalnih nastojanja da se čudni učinci kvantne mehanike koriste za čuvanje informacija.
"Za razliku od naših klasičnih računala koja rade na binarnim znamenkama (ili 'bitovima'), to jest, 0 i 1, kvantna računala koriste 'qubits' koji mogu biti u linearnoj kombinaciji dvaju stanja, " David Bader, profesor informatike na Tehnološkom institutu New Jersey koji proučava kvantnu memoriju, rekao je za Lifewire u intervjuu e-poštom. "Pohranjivanje qubita veći je izazov od pohranjivanja klasičnih bitova jer se qubits ne mogu klonirati, podložni su pogreškama i imaju kratak životni vijek od djelića sekunde."
Quantum Memories
Istraživači već dugo pretpostavljaju da bi se dijamanti mogli koristiti kao kvantni medij za pohranu. Kristalne strukture mogu se koristiti za pohranjivanje podataka kao kubita ako se mogu napraviti gotovo bez dušika. Međutim, proces proizvodnje je složen, a do sada su stvoreni dijamanti premali za praktične svrhe.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company i istraživači sa Sveučilišta Saga tvrde da su razvili novi proizvodni proces koji može proizvesti dijamantne pločice veličine dva inča i dovoljno čiste za praktičnu primjenu."Dijamantna pločica od 2 inča teoretski omogućuje dovoljno kvantne memorije za snimanje 1 milijarde Blu-ray diskova", napisala je tvrtka u priopćenju za javnost. "Ovo je ekvivalentno svim mobilnim podacima distribuiranim u svijetu u jednom danu."
Bader je rekao da se ovaj pristup dijamantnoj memoriji oslanja na pohranjivanje qubita kao nuklearnog spina. "Na primjer, fizičari su pokazali pohranjivanje qubita u vrtnji atoma dušika ugrađenog u dijamant", dodao je.
Obećavajuća istraživanja
Dijamanti su samo jedan način na koji bi kvantna računala mogla pohranjivati podatke. Znanstvenici slijede dva smjera za izgradnju kvantnih sjećanja, jedan korištenjem prijenosa svjetlosti, a drugi korištenjem fizičkih materijala, rekao je Bader.
"Kubiti se mogu predstaviti amplitudom i fazom svjetlosti", dodao je Bader. "Svjetlost se također koristi u gradijentnoj eho memoriji kvantnog računalstva gdje se stanja svjetlosti preslikavaju u pobudu oblaka atoma, a svjetlost se kasnije može 'neapsorbirati'. Međutim, nažalost, nemoguće je izmjeriti i amplitudu i fazu bez interferencije sa svjetlom. Dakle, možemo razmišljati o svjetlu kao o načinu prijenosa kubita - slično kao klasična računalna mreža."
Razmatraju se čak i egzotičniji materijali od dijamanata. Ranije ove godine, znanstvenici su upotrijebili qubit napravljen od iona elementa rijetke zemlje, iterbija, koji se također koristi u laserima, i ugradili ovaj ion u prozirni kristal itrijevog ortovanadata. "Kvantnim stanjima se zatim manipuliralo pomoću optičkih i mikrovalnih polja," rekao je Bader.
Kvantna memorija potencijalno bi mogla zaobići probleme u proizvodnji dovoljno velikih tvrdih diskova. Bader je istaknuo da klasični računalni sustavi za pohranu podataka kakvi su u osobnim računalima linearno rastu u količini informacija pohranjenih klasičnim bitovima. Na primjer, ako udvostručite svoj tvrdi disk s 512 GB na 1 TB, udvostručili ste količinu informacija koje možete pohraniti, rekao je.
Qubits su "fenomenalni" za pohranjivanje informacija, a količina predstavljenih informacija eksponencijalno raste s brojem qubita. "Na primjer, dodavanje samo još jednog qubita u sustav udvostručuje broj stanja", rekao je Bader.
Vasili Perebeinos, profesor na Državnom sveučilištu New York Buffalo koji radi na kvantnoj memoriji, rekao je za Lifewire u intervjuu e-poštom da istraživači pokušavaju identificirati materijale u čvrstom stanju koji bi mogli biti korisni za kvantnu pohranu podataka.
Pohranjivanje qubita veći je izazov od pohranjivanja klasičnih bitova jer se qubits ne mogu klonirati, podložni su pogreškama i imaju kratak životni vijek od djelića sekunde.
"Prednost kvantne memorije čvrstog stanja je u mogućnosti minijaturiziranja i skaliranja komponenti uređaja kvantne mreže, " rekao je Perebeinos.
Međutim, ne očekujte kvantni tvrdi disk u svom računalu u skorije vrijeme. Bader je rekao da će "biti potrebne godine, a možda čak i desetljeća, da se izgrade dovoljno velika kvantna računala s dovoljnim brojem qubita za rješavanje aplikacija u stvarnom svijetu."
