Ключови изводи
- Диамантите един ден могат да се използват за съхраняване на огромно количество информация.
- Изследователите се опитват да използват странните ефекти на квантовата механика, за да съхраняват информация.
- Въпреки това експертите казват, че не очаквайте квантов твърд диск във вашия компютър скоро.
Диамантите може да са ключът към съхраняването на огромни количества данни.
Изследователи в Япония създадоха чист и лек диамант за използване в квантовите изчисления в ход, който може да доведе до нови видове твърди дискове. Това е част от продължаващите усилия да се използват странните ефекти на квантовата механика за съхраняване на информация.
„За разлика от нашите класически компютри, които работят с двоични цифри (или „битове“), т.е. 0 и 1, квантовите компютри използват „кубити“, които могат да бъдат в линейна комбинация от две състояния“, Дейвид Бадер, професор по компютърни науки в Технологичния институт в Ню Джърси, който изучава квантовата памет, каза пред Lifewire в интервю по имейл. „Съхраняването на кубити е по-предизвикателно от съхраняването на класически битове, тъй като кубитите не могат да бъдат клонирани, податливи са на грешки и имат кратък живот от част от секундата.“
Квантови спомени
Изследователите отдавна предполагат, че диамантите могат да се използват като квантова среда за съхранение. Кристалните структури могат да се използват за съхраняване на данни като кубити, ако могат да бъдат направени почти без азот. Производственият процес обаче е сложен и досега създадените диаманти са твърде малки за практически цели.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company и изследователи от университета Saga твърдят, че са разработили нов производствен процес, който може да произвежда диамантени пластини с размер два инча и достатъчно чисти за практически приложения.„2-инчова диамантена пластина теоретично позволява достатъчно квантова памет за запис на 1 милиард Blu-ray дискове“, пише компанията в прессъобщението. „Това е еквивалентно на всички мобилни данни, разпределени в света за един ден.“
Бейдер каза, че този подход на диамантената памет разчита на съхраняването на кюбита като ядрен завъртане. „Например, физиците демонстрираха съхраняване на кубит във въртенето на азотен атом, вграден в диамант“, добави той.
Обещаващи изследвания
Диамантите са само един от начините, по които квантовите компютри могат да съхраняват данни. Учените преследват две посоки за изграждане на квантови спомени, едната използваща предаване на светлина, а другата използваща физически материали, каза Бадер.
"Кубитите могат да бъдат представени чрез амплитудата и фазата на светлината", добави Бадер. „Светлината се използва и в градиентната ехо памет на квантовите изчисления, където състоянията на светлината се картографират във възбуждането на облаци от атоми и светлината може да бъде „непогълната“по-късно. За съжаление обаче е невъзможно да се измери както амплитудата, така и фазата, без да се намесва светлината. Така че можем да мислим за светлината като за начин за транспортиране на кубити - подобно на класическа компютърна мрежа."
Обмислят се дори по-екзотични материали от диамантите. По-рано тази година учените използваха кубит, направен от йон на редкоземния елемент итербий, който също се използва в лазери, и вградиха този йон в прозрачен кристал от итриев ортованадат. "След това квантовите състояния бяха манипулирани с помощта на оптични и микровълнови полета", каза Бадер.
Квантовата памет може потенциално да избегне проблемите при създаването на достатъчно големи твърди дискове. Бадер посочи, че класическите компютърни системи за съхранение от вида, който са в компютрите, растат линейно в количеството информация, съхранявана от класическите битове. Например, ако удвоите твърдия си диск от 512 GB на 1 TB, вие сте удвоили количеството информация, което можете да съхранявате, каза той.
Кюбитите са "феноменални" за съхраняване на информация и количеството представена информация нараства експоненциално в броя на кубитите. „Например, добавянето само на още един кубит към система удвоява броя на състоянията“, каза Бадер.
Васили Перебейнос, професор в Държавния университет на Ню Йорк Бъфало, който работи върху квантова памет, каза пред Lifewire в имейл интервю, че изследователите се опитват да идентифицират материали в твърдо състояние, които биха могли да бъдат полезни за квантово съхранение на данни.
Съхраняването на кубити е по-предизвикателно от съхраняването на класически битове, тъй като кубитите не могат да бъдат клонирани, податливи са на грешки и имат кратък живот от част от секундата.
"Предимството на квантовата памет в твърдо състояние е във възможността за миниатюризиране и мащабиране на компонентите на квантовите мрежови устройства, " каза Перебейнос.
Въпреки това, не очаквайте квантов твърд диск във вашия компютър скоро. Бадер каза, че "ще отнеме години и вероятно дори десетилетия, за да се изградят достатъчно големи квантови компютри с достатъчен брой кубити за решаване на приложения от реалния свят."
