Nhật Bản chế tạo viên kim cương 5cm có khả năng lưu trữ dữ liệu tương đương một tỷ đĩa Blu-ray

Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã phát triển một hệ thống sản xuất kim cương có độ tinh khiết rất cao. Mục tiêu của họ là sử dụng những viên kim cương này làm thành phần cho máy tính lượng tử, nhờ vào các đặc tính đặc biệt của chúng. Những viên kim cương có đường kính hơn 5 cm có khả năng lưu trữ tương đương một tỷ đĩa Blu-ray.

Thông thường, một máy tính lượng tử dựa trên các nguyên tắc vật lý lượng tử để thực hiện các phép tính. Loại thứ hai là ứng dụng khoa học liên quan đến hành vi của vật chất và ánh sáng ở cấp độ vi mô (nguyên tử).

Khi quan sát vật chất ở quy mô này, các nhà khoa học đã dần phát hiện ra các dạng hoạt động khá tương phản so với nhiều nguyên tắc vật lý cổ điển. Chính bằng cách nghiên cứu những hành vi này mà các nguyên tắc vật lý mới đã xuất hiện. Chúng vẫn đang được khám phá cho đến ngày nay. Một trong những ứng dụng cụ thể của kiểu vật lý này nằm ở việc tạo ra máy tính lượng tử.

Một loại máy tính lượng tử.

Một máy tính điển hình thường lấy "bit" làm cơ sở hoạt động. Chúng là đơn vị cơ bản của thông tin. Một bit có thể ở trạng thái 0 hoặc 1. Chính trên các số 0 và 1 này, tất cả các mã phức tạp hơn của máy tính đều được lập trình dựa trên.

Mặt khác, một máy tính lượng tử sử dụng "qubit". Bằng cách nào đó, chúng có thể là cả 0 và 1, trong sự chồng chất của các trạng thái. Đây được gọi là "nguyên lý chồng chất lượng tử".

Thực chất, kim cương là một hệ thống lưu trữ đầy hứa hẹn dành cho "qubit", đã được khám phá ra trong vài năm gần đây. Tuy nhiên, để tạo ra loại kim cương lý tưởng phù hợp cho chức năng lưu trữ ở cấp độ nguyên tử lại là một công việc phức tạp.

Mặc dù vậy, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra một loại kim cương chỉ dài hơn 5 cm nhưng có độ tinh khiết rất cao. Họ đặt tên nó là kim cương Kenzan và xét về bộ nhớ, nó có khả năng lưu trữ tương đương một tỷ đĩa Blu-ray.

Hình minh họa.

Để so sánh, một đĩa Blu-ray một lớp có thể chứa được 25 Gb dữ liệu. Trong khi đó, dung lượng lưu trữ của kim cương Kenzan tương đương với 25 exabyte. Mức độ này ngang ngửa với tất cả lượng dữ liệu di động được phân phối trên thế giới trong một ngày.

Các nhà khoa học hy vọng sẽ thương mại hóa vật liệu này vào năm 2023 và đang nghiên cứu để tăng gấp đôi kích thước của nó lên 10 cm. Kết quả của họ sẽ được trình bày vào ngày 10 tháng 5 năm 2022 tại Hội nghị Quốc tế về Công nghệ Sản xuất Chất Bán dẫn Hợp chất.