Atslēgas līdzņemšanai
- Dimantus kādu dienu varētu izmantot liela apjoma informācijas glabāšanai.
- Pētnieki mēģina izmantot dīvainos kvantu mehānikas efektus, lai saglabātu informāciju.
- Tomēr eksperti saka, ka negaidiet, ka datorā drīzumā iegūs kvantu cieto disku.
Dimanti var būt atslēga liela datu daudzuma glabāšanai.
Pētnieki Japānā ir radījuši tīru un vieglu dimantu izmantošanai kvantu skaitļošanā, tādējādi radot jaunus cieto disku veidus. Tā ir daļa no nepārtrauktiem centieniem izmantot dīvainos kvantu mehānikas efektus informācijas glabāšanai.
"Atšķirībā no mūsu klasiskajiem datoriem, kas darbojas ar bināriem cipariem (vai "bitiem"), tas ir, 0 un 1, kvantu datori izmanto "kubitus", kas var būt lineārā divu stāvokļu kombinācijā, " Deivids Bāders, Ņūdžersijas Tehnoloģiju institūta datorzinātņu profesors, kurš pēta kvantu atmiņu, pastāstīja Lifewire e-pasta intervijā. "Kubitu saglabāšana ir grūtāka nekā klasisko bitu glabāšana, jo kubitus nevar klonēt, tie ir pakļauti kļūdām, un to kalpošanas laiks ir īss, sekundes daļa."
Kvantu atmiņas
Pētnieki jau sen ir izvirzījuši hipotēzi, ka dimantus varētu izmantot kā kvantu datu nesēju. Kristāliskās struktūras var izmantot, lai saglabātu datus kā kubitus, ja tās var padarīt gandrīz bez slāpekļa. Tomēr ražošanas process ir sarežģīts, un līdz šim izveidotie dimanti praktiskiem nolūkiem ir bijuši pārāk mazi.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company un pētnieki no Sāgas universitātes apgalvo, ka ir izstrādājuši jaunu ražošanas procesu, kas var ražot dimanta vafeles, kuru izmērs ir divas collas un ir pietiekami tīrs praktiskiem lietojumiem."2 collu dimanta plāksne teorētiski nodrošina pietiekami daudz kvantu atmiņas, lai ierakstītu 1 miljardu Blu-ray disku," raksta uzņēmums ziņu izlaidumā. "Tas ir līdzvērtīgs visiem mobilajiem datiem, kas tiek izplatīti pasaulē vienā dienā."
Bāders teica, ka šī dimanta atmiņas pieeja balstās uz kubīta saglabāšanu kā kodola griešanos. "Piemēram, fiziķi ir pierādījuši, ka kubits tiek uzglabāts dimantā iestrādāta slāpekļa atoma spinā," viņš piebilda.
Daudzsološs pētījums
Dimanti ir tikai viens veids, kā kvantu datori var uzglabāt datus. Zinātnieki izmanto divus kvantu atmiņu veidošanas virzienus: viens izmanto gaismas caurlaidību un otrs, izmantojot fiziskus materiālus, sacīja Bāders.
"Kubitus var attēlot ar gaismas amplitūdu un fāzi," piebilda Bāders. "Gaismu izmanto arī kvantu skaitļošanas gradienta atbalss atmiņā, kur gaismas stāvokļi tiek kartēti atomu mākoņu ierosmē, un vēlāk gaisma var tikt "neabsorbēta". Tomēr diemžēl nav iespējams izmērīt gan amplitūdu, gan fāzi, netraucējot gaismai. Tāpēc mēs varam domāt par gaismu kā veidu, kā transportēt kubitus - līdzīgi kā klasiskajā datortīklā."
Tiek apsvērti vēl eksotiskāki materiāli nekā dimanti. Šā gada sākumā zinātnieki izmantoja kubītu, kas izgatavots no retzemju elementa iterbija jona, ko izmanto arī lāzeros, un iekļāva šo jonu caurspīdīgā itrija ortovanadāta kristālā. "Pēc tam kvantu stāvokļi tika manipulēti, izmantojot optiskos un mikroviļņu laukus," sacīja Bāders.
Kvantu atmiņa, iespējams, var apiet problēmas, radot pietiekami lielus cietos diskus. Bāders norādīja, ka klasiskās datoru uzglabāšanas sistēmas, kas atrodas personālajos datoros, pieaug lineāri klasisko bitu glabātās informācijas apjoms. Piemēram, ja jūs dubultojat cietā diska ietilpību no 512 GB uz 1 TB, jūs dubultojat glabājamās informācijas apjomu, viņš teica.
Kubiti ir "fenomenāli" informācijas glabāšanai, un attēlotās informācijas apjoms eksponenciāli pieaug kubitu skaitā. "Piemēram, pievienojot sistēmai vēl vienu kubitu, stāvokļu skaits dubultojas," sacīja Bāders.
Vasili Perebeinos, Ņujorkas Bufalo štata universitātes profesors, kurš strādā ar kvantu atmiņu, e-pasta intervijā Lifewire pastāstīja, ka pētnieki mēģina identificēt cietvielu materiālus, kas varētu būt noderīgi kvantu datu glabāšanai.
Kubitu saglabāšana ir sarežģītāka nekā klasisko bitu glabāšana, jo kubitus nevar klonēt, tie ir pakļauti kļūdām, un to kalpošanas laiks ir īss – sekundes daļa.
"Cietvielu kvantu atmiņas priekšrocība ir spēja miniaturizēt un mērogot kvantu tīkla ierīces komponentus," sacīja Perebeinoss.
Tomēr negaidiet, ka datorā drīzumā ieradīsies kvantu cietais disks. Bāders teica, ka "paies gadi un, iespējams, pat gadu desmiti, lai izveidotu pietiekami lielus kvantu datorus ar pietiekamu skaitu kubitu, lai atrisinātu reālās pasaules lietojumprogrammas."
