Keeawayt
- Timantteja voitaisiin jonain päivänä käyttää suurten tietomäärien tallentamiseen.
- Tutkijat yrittävät käyttää kvanttimekaniikan outoja vaikutuksia tiedon säilyttämiseen.
- Asiantuntijat sanovat kuitenkin, että älä odota kvanttikiintolevyä tietokoneellesi lähiaikoina.
Timantit voivat olla avain suurten tietomäärien tallentamiseen.
Japanilaiset tutkijat ovat luoneet puhtaan ja kevyen timantin käytettäväksi kvanttilaskentaan, mikä voi johtaa uudentyyppisiin kiintolevyihin. Se on osa jatkuvaa pyrkimystä käyttää kvanttimekaniikan outoja vaikutuksia tiedon säilyttämiseen.
"Toisin kuin klassisissa tietokoneissamme, jotka toimivat binäärinumeroilla (tai "biteillä"), eli noloilla ja 1:llä, kvanttitietokoneet käyttävät "kubitteja", jotka voivat olla kahden tilan lineaarisessa yhdistelmässä, " David Bader, Tietojenkäsittelytieteen professori New Jersey Institute of Technologysta, joka tutkii kvanttimuistia, kertoi Lifewirelle sähköpostihaastattelussa. "Kubittien tallentaminen on haastavampaa kuin klassisten bittien tallentaminen, koska kubitteja ei voida kloonata, ne ovat virhe alttiita ja niiden käyttöikä on lyhyt, sekunnin murto-osan."
Kvanttimuistot
Tutkijat ovat pitkään olettaneet, että timantteja voitaisiin käyttää kvanttitallennusvälineenä. Kiderakenteita voidaan käyttää datan tallentamiseen kubitteina, jos ne voidaan tehdä lähes typettömiksi. Valmistusprosessi on kuitenkin monimutkainen, ja tähän asti luodut timantit ovat olleet liian pieniä käytännön tarkoituksiin.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company ja Saga Universityn tutkijat väittävät kehittäneensä uuden valmistusprosessin, jolla voidaan tuottaa timanttikiekkoja, jotka ovat kooltaan kaksi tuumaa ja riittävän puhtaita käytännön sovelluksiin."2 tuuman timanttikiekko mahdollistaa teoriassa riittävästi kvanttimuistia miljardin Blu-ray-levyn tallentamiseen", yhtiö kirjoitti lehdistötiedotteessa. "Tämä vastaa kaikkea maailmassa yhdessä päivässä jaettua mobiilidataa."
Bader sanoi, että tämä timanttimuistitapa perustuu kubitin tallentamiseen ydinpyöritykseksi. "Esimerkiksi fyysikot ovat osoittaneet kubitin tallentamisen timanttiin upotetun typpiatomin spiniin", hän lisäsi.
Lupaava tutkimus
Timantit ovat vain yksi tapa, jolla kvanttitietokoneet voivat tallentaa tietoja. Tutkijat pyrkivät rakentamaan kvanttimuistoja kahteen suuntaan, joista toinen käyttää valon läpäisyä ja toinen fyysisiä materiaaleja, Bader sanoi.
"Qubitit voidaan esittää valon amplitudilla ja vaiheella", Bader lisäsi. "Valoa käytetään myös kvanttilaskennan gradienttikaikumuistissa, jossa valon tilat kartoitetaan atomipilvien virittymiseen ja valo voidaan myöhemmin "absorboitua". Valitettavasti on kuitenkin mahdotonta mitata sekä amplitudia että vaihetta häiritsemättä valoa. Voimme siis ajatella valoa keinona siirtää kubitteja - aivan kuten klassinen tietokoneverkko."
Timanttejakin eksoottisempia materiaaleja harkitaan. Aiemmin tänä vuonna tutkijat käyttivät kubittia, joka oli valmistettu harvinaisen maametallin, ytterbiumin, ionista, jota käytetään myös lasereissa, ja upotivat tämän ionin läpinäkyvään yttriumortovanadaattikiteeseen. "Sitten kvanttitiloja manipuloitiin käyttämällä optisia ja mikroa altokenttiä", Bader sanoi.
Kvanttimuisti voi mahdollisesti ohittaa ongelmat riittävän suurten kiintolevyjen tuottamisessa. Bader huomautti, että perinteiset tietokoneiden tallennusjärjestelmät, kuten PC:ssä, kasvavat lineaarisesti klassisten bittien tallentaman tiedon määrässä. Jos esimerkiksi kaksinkertaistat kiintolevyn 512 Gt:sta 1 Tt:aan, olet kaksinkertaistanut tallennettavan tiedon määrän, hän sanoi.
Kubitit ovat "ilmiömäisiä" tiedon tallentamiseen, ja esitettävän tiedon määrä kasvaa eksponentiaalisesti kubittien määrässä. "Esimerkiksi vain yhden kubitin lisääminen järjestelmään kaksinkertaistaa tilojen määrän", Bader sanoi.
Vasili Perebeinos, New York Buffalon osav altion yliopiston kvanttimuistin parissa työskentelevä professori, kertoi Lifewirelle sähköpostihaastattelussa, että tutkijat yrittävät tunnistaa solid-state-materiaaleja, joista voisi olla hyötyä kvanttitietojen tallentamisessa.
Kubittien tallentaminen on haastavampaa kuin perinteisten bittien tallentaminen, koska kubitteja ei voida kloonata, ne ovat virhe alttiita ja niiden käyttöikä on lyhyt, sekunnin murto-osan.
"Sold-state-kvanttimuistin etu on kyky pienentää ja skaalata kvanttiverkon laitekomponentteja", Perebeinos sanoi.
Älä kuitenkaan odota kvanttikiintolevyä tietokoneellesi lähiaikoina. Bader sanoi, että "kestää vuosia ja mahdollisesti jopa vuosikymmeniä rakentaa tarpeeksi suuria kvanttitietokoneita, joissa on riittävä määrä kubitteja todellisten sovellusten ratkaisemiseksi."
