Key Takeaways
- Dijamanti bi se jednog dana mogli koristiti za pohranjivanje ogromnih količina informacija.
- Istraživači pokušavaju da iskoriste čudne efekte kvantne mehanike da zadrže informacije.
- Međutim, stručnjaci kažu da ne očekujte kvantni hard disk u vašem računaru u skorije vrijeme.
Dijamanti mogu biti ključ za pohranjivanje ogromnih količina podataka.
Istraživači u Japanu su stvorili čist i lagan dijamant za upotrebu u kvantnom računarstvu, što bi moglo dovesti do novih vrsta tvrdih diskova. To je dio stalnog nastojanja da se koriste čudni efekti kvantne mehanike za čuvanje informacija.
"Za razliku od naših klasičnih računara koji rade na binarnim ciframa (ili 'bitovima'), odnosno 0 i 1, kvantni računari koriste 'kubite' koji mogu biti u linearnoj kombinaciji dva stanja, " David Bader, profesor informatike na Tehnološkom institutu New Jerseya koji proučava kvantnu memoriju, rekao je za Lifewire u intervjuu putem e-pošte. "Skladištenje kubita je izazovnije od pohranjivanja klasičnih bitova jer se kubiti ne mogu klonirati, skloni su greškama i imaju kratak vijek trajanja od djelića sekunde."
Quantum Memories
Istraživači su dugo pretpostavili da bi se dijamanti mogli koristiti kao kvantni medij za skladištenje. Kristalne strukture se mogu koristiti za pohranjivanje podataka kao kubiti ako se mogu napraviti gotovo bez dušika. Međutim, proces proizvodnje je složen i do sada su dijamanti koji su stvoreni premali za praktične svrhe.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company i istraživači sa Univerziteta Saga tvrde da su razvili novi proizvodni proces koji može proizvesti dijamantske pločice veličine dva inča i dovoljno čiste za praktičnu primjenu."Dijamantska pločica od 2 inča teoretski omogućava dovoljno kvantne memorije za snimanje 1 milijarde Blu-ray diskova", napisala je kompanija u saopštenju za javnost. "Ovo je ekvivalent svim mobilnim podacima distribuiranim u svijetu u jednom danu."
Bader je rekao da se ovaj pristup dijamantskoj memoriji oslanja na pohranjivanje kubita kao nuklearni spin. "Na primjer, fizičari su demonstrirali pohranjivanje kubita u spin atoma dušika ugrađenog u dijamant," dodao je.
Obećavajuće istraživanje
Dijamanti su samo jedan od načina na koji kvantni računari mogu pohraniti podatke. Naučnici slijede dva smjera za izgradnju kvantnih sjećanja, jedan koristeći prijenos svjetlosti, a drugi koristeći fizičke materijale, rekao je Bader.
"Kubiti se mogu predstaviti amplitudom i fazom svjetlosti", dodao je Bader. „Svjetlost se također koristi u gradijentnoj eho memoriji kvantnog računarstva gdje se stanja svjetlosti mapiraju u pobuđivanje oblaka atoma, a svjetlost se kasnije može 'neapsorbirati'. Nažalost, međutim, nemoguće je izmjeriti i amplitudu i fazu bez ometanja svjetlosti. Tako da možemo razmišljati o svjetlosti kao o načinu transporta kubita - slično klasičnoj kompjuterskoj mreži."
Razmatraju se još egzotičniji materijali od dijamanata. Ranije ove godine, naučnici su koristili kubit napravljen od jona elementa retkih zemalja, iterbija, koji se takođe koristi u laserima, i ugradili ovaj jon u prozirni kristal itrijum ortovanadata. "Kvantna stanja su tada manipulirana pomoću optičkih i mikrovalnih polja," rekao je Bader.
Kvantna memorija bi potencijalno mogla zaobići probleme u proizvodnji dovoljno velikih tvrdih diskova. Bader je istakao da klasični kompjuterski sistemi za skladištenje podataka koji postoje u računarima linearno rastu u količini informacija pohranjenih u klasičnim bitovima. Na primjer, ako udvostručite svoj tvrdi disk sa 512 GB na 1TB, udvostručili ste količinu informacija koju možete pohraniti, rekao je.
Kubiti su "fenomenalni" za pohranjivanje informacija, a količina predstavljenih informacija eksponencijalno raste u broju kubita. "Na primjer, dodavanje samo još jednog kubita sistemu udvostručuje broj stanja", rekao je Bader.
Vasili Perebeinos, profesor na Državnom univerzitetu New York Buffalo koji radi na kvantnom pamćenju, rekao je za Lifewire u intervjuu e-poštom da istraživači pokušavaju identificirati čvrste materijale koji bi mogli biti korisni za pohranjivanje kvantnih podataka.
Skladištenje kubita je izazovnije od pohranjivanja klasičnih bitova jer se kubiti ne mogu klonirati, skloni su greškama i imaju kratak vijek trajanja od djelića sekunde.
"Prednost kvantne memorije čvrstog stanja je u mogućnosti minijaturizacije i skaliranja komponenti uređaja kvantne mreže", rekao je Perebeinos.
Međutim, ne očekujte kvantni hard disk u vašem računaru uskoro. Bader je rekao da će "trebati godine, a možda čak i decenije da se izgrade dovoljno veliki kvantni računari sa dovoljnim brojem kubita za rješavanje aplikacija u stvarnom svijetu."
