Nowy diamentowy nośnik pomieści nawet 25 eksabajtów danych

Zespół naukowców z Japonii, współpracując z firmą specjalizującą się w produkowaniu maleńkich elementów biżuterii, stworzył największy i najpojemniejszy w historii diamentowy nośnik danych. Mieści on nawet do 25… eksabajtów. Zła wiadomość jest taka, że nie opracowano go z myślą o klasycznych komputerach a komputerach kwantowych.

Japońscy badacze opracowali metodę pozwalającą na tworzenie aż 5-centymetrowych „wafli”, czy też dysków wykonanych z diamentu. Właściwości diamentów pozwalają im przechowywać gigantyczne ilości danych, dzięki czemu są one doceniane w informatyce kwantowej. 25 eksabajtów danych to 25 milionów terabajtów danych. To odpowiednik 1 miliarda płyt Blu-Ray o pojemności 25 gigabajtów.

Diamenty a komputery kwantowe

Sieć krystaliczna diamentów charakteryzuje się pewnym defektem, zwanym centrum NV (ang. nitrogen-vacancy center). Centra NV zawierają azot i są zdolne do absorpcji i emisji światła. Co najważniejsze, pozwalają one naukowcom odczytać spin elektronu. Z tego względu można je wykorzystywać do przechowywania danych w postaci tak zwanych kubitów, nawet w temperaturze pokojowej.

Czym są kubity? Otóż, tradycyjne komputery przechowują dane w postaci reprezentujących litery i cyfry ciągów zer i jedynek – kodu binarnego. Podstawowa jednostka informacji w postaci zera lub jedynki zwana jest bitem. W układach scalonych tym zerom i jedynkom odpowiadają dwie różne wartości napięcia na tranzystorach, z których składa się mikroprocesor. W komputerach kwantowych mamy natomiast do czynienia nie z bitami, a właśnie z kubitami (inaczej bitami kwantowymi czy qubitami). Nie są one zerami czy jedynkami, a zgodnie z zasadami fizyki kwantowej przyjmują pozycję pośrednią, zwaną superpozycją. Co więcej, kubity są ze sobą splątane. Oznacza to, że stan jednego kubita zależy od stanu innego kubita.

Dotychczas diamentowe wafle wykorzystywane w komputerach kwantowych stanowiły zaledwie 4-milimetrowe kwadraty. To dlatego, że większe wafle zawierały wręcz zbyt wiele azotowych nieczystości, by były użyteczne. W jaki sposób uczeni z Japonii zdołali uzyskać wafle aż 5-centymetrowe zdolne do przechowywania danych?

Nowa metoda, nowa jakość

Wafle diamentowe tworzy się poprzez hodowanie kryształów na odpowiednim podłożu, które zwykle jest płaską powierzchnią. Problem w tym, że w procesie tym diament może pękać pod obciążeniem, co pogarsza jego jakość. Japońscy badacze zmodyfikowali go zatem, kształtując podłoże do hodowli jak stopnie. W ten sposób rozładowano naprężenia, zapobiegając pękaniu diamentów. Dzięki temu możliwe jest teraz wytwarzanie większych wafli diamentowych, o większej czystości.

Wafel diamentowy o średnicy 5 centymetrów zdolny do pomieszczenia 25 eksabajtów danych kwantowych. Niewielki kwadrat w lewym dolnym rogu prezentuje dotychczasowy rozmiar wafli diamentowych wykorzystywanych w komputerach kwantowych. | Źródło: Saga University

5-centymetrowe wafle diamentowe charakteryzują się stężeniem azotu na poziomie trzech części na miliard. To zatem największe wafle o tym poziomie czystości.

Uczeni mają nadzieję, że ich nowe, 5-centymetrowe diamentowe nośniki danych uda się skomercjalizować w 2023 roku. Już teraz badacze pracują jednak nad stworzeniem jeszcze większych użytecznych nośników, o średnicy wynoszącej nawet 10 centymetrów.

Źródło: New Atlas, fot. tyt. Canva