Significado de Su disco duro algún día podría usar diamantes para almacenamiento

Los diamantes podrían ser la clave para almacenar grandes cantidades de datos.

Investigadores en Japón han creado un diamante puro y liviano para usar en computación cuántica que podría conducir a nuevos tipos de discos duros. Es parte de un esfuerzo continuo por aprovechar los extraños efectos de la mecánica cuántica para almacenar información.

«A diferencia de nuestras computadoras clásicas, que funcionan con dígitos binarios (o ‘bits’), es decir, 0 y 1, las computadoras cuánticas usan ‘qubits’, que pueden estar en una combinación lineal de dos estados», dice David Bader, profesor de Ciencias de la Computación en el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey, que estudia la memoria cuántica, dijo Lifewire en una entrevista por correo electrónico. «Almacenar qubits es más difícil que almacenar bits clásicos porque los qubits no se pueden clonar, son propensos a errores y tienen una vida útil corta de fracciones de segundo».

memoria cuántica

Los investigadores han planteado durante mucho tiempo la hipótesis de que los diamantes podrían usarse como un medio de almacenamiento cuántico. Las estructuras cristalinas se pueden usar para almacenar datos como qubits si se pueden hacer casi libres de nitrógeno. Sin embargo, el proceso de fabricación es complejo y los diamantes producidos hasta ahora son demasiado pequeños para fines prácticos.

Adamant Namiki Precision Jewelry Company e investigadores de la Universidad de Saga dicen que han desarrollado un nuevo proceso de fabricación que puede producir obleas de diamante de dos pulgadas de tamaño y lo suficientemente puras para aplicaciones prácticas. «Teóricamente, una oblea de diamante de 2 pulgadas permite suficiente memoria cuántica para grabar mil millones de discos Blu-ray», escribió la compañía en el comunicado de prensa. «Eso corresponde a todos los datos móviles distribuidos en todo el mundo en un día».

Bader dijo que este enfoque de almacenamiento de diamantes se basa en almacenar el qubit como un giro nuclear. «Por ejemplo, los físicos han demostrado que un qubit se almacena en el espín de un átomo de nitrógeno incrustado en un diamante», agregó.

investigación prometedora

Los diamantes son solo una forma en que las computadoras cuánticas pueden almacenar datos. Los científicos están tomando dos direcciones para construir memorias cuánticas, una usando transmisión de luz y la otra usando materiales físicos, dijo Bader.

«Los qubits se pueden representar por la amplitud y la fase de la luz», agregó Bader. «La luz también se usa en la memoria de eco de gradiente de las computadoras cuánticas, donde los estados de luz se mapean en nubes atómicas excitadas y la luz puede luego ‘no ser absorbida’. Desafortunadamente, sin embargo, es imposible medir tanto la amplitud como la fase sin interferir con la luz. Entonces podemos pensar en la luz como una forma de transportar qubits, como una red informática clásica».

También se están considerando materiales más exóticos que los diamantes. A principios de este año, los científicos tomaron un qubit hecho de un ion del elemento de tierras raras iterbio, que también se usa en láseres, e incrustaron ese ion en un cristal transparente de ortovanadato de itrio. «Los estados cuánticos luego se manipularon usando campos ópticos y de microondas», dijo Bader.

La memoria cuántica podría sortear potencialmente los problemas de hacer que los discos duros sean lo suficientemente grandes. Bader señaló que los sistemas de almacenamiento informático clásicos, como los que se encuentran en las computadoras personales, crecen linealmente en la cantidad de información almacenada por bit clásico. Por ejemplo, si duplica su disco duro de 512 GB a 1 TB, ha duplicado la cantidad de información que puede almacenar, dijo.

Los qubits son «fenomenales» para almacenar información, y la cantidad de información representada crece exponencialmente con la cantidad de qubits. «Por ejemplo, agregar solo un qubit más a un sistema duplica la cantidad de estados», dijo Bader.

Vasili Perebeinos, profesor de la Universidad Estatal de Nueva York Buffalo que trabaja en la memoria cuántica, le dijo a Lifewire en una entrevista por correo electrónico que los investigadores están tratando de identificar materiales de estado sólido que podrían ser útiles para el almacenamiento de datos cuánticos.

“La ventaja de la memoria cuántica de estado sólido radica en la capacidad de miniaturizar y escalar los componentes del dispositivo de red cuántica”, dijo Perebeinos.

Sin embargo, no espere un disco duro cuántico en su PC en el corto plazo. Bader dijo que «tomará años y posiblemente incluso décadas construir computadoras cuánticas lo suficientemente grandes con una cantidad suficiente de qubits para admitir aplicaciones de…