Key Takeaway
- Berlian suatu hari nanti boleh digunakan untuk menyimpan sejumlah besar maklumat.
- Penyelidik cuba menggunakan kesan aneh mekanik kuantum untuk menyimpan maklumat.
- Walau bagaimanapun, pakar berkata jangan mengharapkan pemacu keras kuantum dalam PC anda dalam masa terdekat.
Berlian mungkin menjadi kunci untuk menyimpan kuantiti data yang banyak.
Penyelidik di Jepun telah mencipta berlian tulen dan ringan untuk digunakan dalam pengkomputeran kuantum dalam langkah yang boleh membawa kepada jenis cakera keras baharu. Ia adalah sebahagian daripada usaha berterusan untuk menggunakan kesan aneh mekanik kuantum untuk menyimpan maklumat.
"Tidak seperti komputer klasik kami yang beroperasi pada digit binari (atau 'bit'), iaitu, 0 dan 1, komputer kuantum menggunakan 'qubit' yang boleh berada dalam gabungan linear dua keadaan, " David Bader, seorang profesor sains komputer di Institut Teknologi New Jersey yang mengkaji memori kuantum, memberitahu Lifewire dalam temu bual e-mel. "Menyimpan qubit adalah lebih mencabar daripada menyimpan bit klasik kerana qubit tidak boleh diklon, terdedah kepada ralat dan mempunyai jangka hayat yang singkat iaitu pecahan sesaat."
Kenangan Kuantum
Penyelidik telah lama membuat hipotesis bahawa berlian boleh digunakan sebagai medium penyimpanan kuantum. Struktur kristal boleh digunakan untuk menyimpan data sebagai qubit jika ia boleh dibuat hampir bebas daripada nitrogen. Walau bagaimanapun, proses pembuatan adalah rumit, dan sehingga kini, berlian yang telah dicipta terlalu kecil untuk tujuan praktikal.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company dan penyelidik dari Universiti Saga mendakwa telah membangunkan proses pembuatan baharu yang boleh menghasilkan wafer berlian bersaiz dua inci dan cukup tulen untuk aplikasi praktikal."Wafer berlian 2 inci secara teorinya membolehkan memori kuantum yang mencukupi untuk merekodkan 1 bilion cakera Blu-ray, " tulis syarikat itu dalam siaran berita. "Ini bersamaan dengan semua data mudah alih yang diedarkan di dunia dalam satu hari."
Bader berkata pendekatan memori berlian ini bergantung pada penyimpanan qubit sebagai putaran nuklear. "Sebagai contoh, ahli fizik telah menunjukkan cara menyimpan qubit dalam putaran atom nitrogen yang tertanam dalam berlian," tambahnya.
Penyelidikan Menjanjikan
Berlian hanyalah satu cara komputer kuantum boleh menyimpan data. Para saintis mengejar dua arah untuk membina kenangan kuantum, satu menggunakan penghantaran cahaya dan satu lagi menggunakan bahan fizikal, kata Bader.
"Qubit boleh diwakili oleh amplitud dan fasa cahaya," tambah Bader. "Cahaya juga digunakan dalam memori gema kecerunan pengkomputeran kuantum di mana keadaan cahaya dipetakan ke dalam pengujaan awan atom, dan cahaya boleh 'tidak diserap' kemudian. Malangnya, bagaimanapun, adalah mustahil untuk mengukur kedua-dua amplitud dan fasa tanpa mengganggu cahaya. Jadi kita boleh memikirkan tentang cahaya sebagai cara untuk mengangkut qubit-sama seperti rangkaian komputer klasik."
Bahan yang lebih eksotik daripada berlian sedang dipertimbangkan. Awal tahun ini, saintis menggunakan qubit yang diperbuat daripada ion unsur nadir bumi, ytterbium, yang juga digunakan dalam laser, dan membenamkan ion ini dalam kristal lutsinar yttrium ortovanadate. "Keadaan kuantum kemudiannya dimanipulasi menggunakan medan optik dan gelombang mikro," kata Bader.
Memori kuantum berpotensi mengelakkan masalah menghasilkan pemacu keras yang cukup besar. Bader menegaskan bahawa sistem storan komputer klasik dari jenis yang ada dalam PC berkembang secara linear dalam jumlah maklumat yang disimpan oleh bit klasik. Contohnya, jika anda menggandakan cakera keras anda daripada 512GB kepada 1TB, anda telah menggandakan jumlah maklumat yang boleh anda simpan, katanya.
Qubit adalah "penomenal" untuk menyimpan maklumat dan jumlah maklumat yang diwakili meningkat secara eksponen dalam bilangan qubit. "Sebagai contoh, menambah hanya satu qubit lagi pada sistem menggandakan bilangan keadaan," kata Bader.
Vasili Perebeinos, seorang profesor di The State University of New York Buffalo yang bekerja pada ingatan kuantum, memberitahu Lifewire dalam temu bual e-mel bahawa penyelidik cuba mengenal pasti bahan keadaan pepejal yang boleh berguna untuk penyimpanan data kuantum.
Menyimpan qubit adalah lebih mencabar daripada menyimpan bit klasik kerana qubit tidak boleh diklon, terdedah kepada ralat dan mempunyai jangka hayat yang singkat iaitu pecahan sesaat.
"Kelebihan memori kuantum keadaan pepejal adalah dalam keupayaan untuk mengecilkan dan menskalakan komponen peranti rangkaian kuantum," kata Perebeinos.
Walau bagaimanapun, jangan mengharapkan pemacu keras kuantum dalam PC anda dalam masa terdekat. Bader berkata bahawa "ia akan mengambil masa bertahun-tahun, dan mungkin juga beberapa dekad, untuk membina komputer kuantum yang cukup besar dengan bilangan qubit yang mencukupi untuk menyelesaikan aplikasi dunia sebenar."
