Da asporto chiave
- I diamanti potrebbero un giorno essere usati per memorizzare grandi quantità di informazioni.
- I ricercatori stanno cercando di usare gli strani effetti della meccanica quantistica per conservare le informazioni.
- Tuttavia, gli esperti dicono che non aspettarti un disco rigido quantistico nel tuo PC a breve.
I diamanti possono essere la chiave per archiviare grandi quantità di dati.
I ricercatori in Giappone hanno creato un diamante puro e leggero da utilizzare nell'informatica quantistica in una mossa che potrebbe portare a nuovi tipi di dischi rigidi. Fa parte di uno sforzo continuo per utilizzare gli strani effetti della meccanica quantistica per conservare le informazioni.
"A differenza dei nostri computer classici che operano su cifre binarie (o 'bit'), ovvero 0 e 1, i computer quantistici utilizzano 'qubit' che possono trovarsi in una combinazione lineare di due stati, " David Bader, un professore di informatica presso il New Jersey Institute of Technology che studia la memoria quantistica, ha detto a Lifewire in un'intervista via e-mail. "Memorizzare i qubit è più difficile che memorizzare i bit classici poiché i qubit non possono essere clonati, sono soggetti a errori e hanno una breve durata di una frazione di secondo."
Ricordi Quantistici
I ricercatori hanno a lungo ipotizzato che i diamanti potrebbero essere usati come supporto di memorizzazione quantistica. Le strutture cristalline possono essere utilizzate per memorizzare dati come qubit se possono essere rese quasi prive di azoto. Tuttavia, il processo di fabbricazione è complesso e, fino ad ora, i diamanti che sono stati creati sono troppo piccoli per scopi pratici.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company e ricercatori della Saga University affermano di aver sviluppato un nuovo processo di produzione in grado di produrre wafer di diamanti di due pollici di dimensione e abbastanza puri per applicazioni pratiche."Un wafer di diamante da 2 pollici consente teoricamente una memoria quantistica sufficiente per registrare 1 miliardo di dischi Blu-ray", ha scritto la società nel comunicato stampa. "Questo equivale a tutti i dati mobili distribuiti nel mondo in un giorno."
Bader ha affermato che questo approccio alla memoria del diamante si basa sulla memorizzazione del qubit come rotazione nucleare. "Per esempio, i fisici hanno dimostrato di immagazzinare un qubit nello spin di un atomo di azoto incorporato in un diamante", ha aggiunto.
Ricerca promettente
I diamanti sono solo uno dei modi in cui i computer quantistici possono archiviare i dati. Gli scienziati stanno perseguendo due direzioni per costruire memorie quantistiche, una usando la trasmissione della luce e l' altra usando materiali fisici, ha detto Bader.
"I qubit possono essere rappresentati dall'ampiezza e dalla fase della luce", ha aggiunto Bader. "La luce viene utilizzata anche nella memoria dell'eco gradiente del calcolo quantistico in cui gli stati della luce sono mappati nell'eccitazione di nuvole di atomi e la luce può essere 'non assorbita' in seguito. Sfortunatamente, però, è impossibile misurare sia l'ampiezza che la fase senza interferire con la luce. Quindi possiamo pensare alla luce come a un modo per trasportare qubit, proprio come una classica rete di computer."
Si stanno prendendo in considerazione anche materiali più esotici dei diamanti. All'inizio di quest'anno, gli scienziati hanno utilizzato un qubit costituito da uno ione dell'elemento delle terre rare, l'itterbio, utilizzato anche nei laser, e hanno incorporato questo ione in un cristallo trasparente di ortovanadato di ittrio. "Gli stati quantistici sono stati quindi manipolati utilizzando campi ottici e a microonde", ha detto Bader.
La memoria quantistica potrebbe potenzialmente eludere i problemi producendo dischi rigidi sufficientemente grandi. Bader ha sottolineato che i classici sistemi di archiviazione per computer del tipo che si trovano nei PC crescono linearmente nella quantità di informazioni memorizzate dai bit classici. Ad esempio, se raddoppi il tuo disco rigido da 512 GB a 1 TB, hai raddoppiato la quantità di informazioni che puoi archiviare, ha detto.
I qubit sono "fenomenali" per la memorizzazione di informazioni e la quantità di informazioni rappresentate cresce esponenzialmente nel numero di qubit. "Ad esempio, l'aggiunta di un solo qubit in più a un sistema raddoppia il numero di stati", ha detto Bader.
Vasili Perebeinos, un professore della State University di New York Buffalo che lavora su una memoria quantistica, ha detto a Lifewire in un'intervista via e-mail che i ricercatori stanno cercando di identificare materiali a stato solido che potrebbero essere utili per l'archiviazione dei dati quantistici.
Memorizzare i qubit è più impegnativo rispetto ai bit classici poiché i qubit non possono essere clonati, sono soggetti a errori e hanno una breve durata di una frazione di secondo.
"Il vantaggio della memoria quantistica a stato solido sta nella capacità di miniaturizzare e ridimensionare i componenti dei dispositivi di rete quantistica", ha detto Perebeinos.
Tuttavia, non aspettarti un disco rigido quantistico nel tuo PC a breve. Bader ha affermato che "ci vorranno anni, e forse anche decenni, per costruire computer quantistici sufficientemente grandi con un numero sufficiente di qubit per risolvere applicazioni del mondo reale".
