الوجبات الجاهزة الرئيسية
- يمكن استخدام الماس يومًا ما لتخزين كميات هائلة من المعلومات.
- يحاول الباحثون استخدام التأثيرات الغريبة لميكانيكا الكم للاحتفاظ بالمعلومات.
- ومع ذلك ، يقول الخبراء لا تتوقع وجود محرك أقراص ثابت كمي في جهاز الكمبيوتر الخاص بك في أي وقت قريب.
قد يكون الماس هو المفتاح لتخزين كميات هائلة من البيانات.
ابتكر باحثون في اليابان ماسة نقية وخفيفة لاستخدامها في الحوسبة الكمومية في خطوة قد تؤدي إلى أنواع جديدة من محركات الأقراص الثابتة. إنه جزء من جهد مستمر لاستخدام التأثيرات الغريبة لميكانيكا الكم للاحتفاظ بالمعلومات.
"على عكس أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية التي تعمل على أرقام ثنائية (أو" بتات ") ، أي 0 و 1 ، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية" كيوبتات "يمكن أن تكون في تركيبة خطية من حالتين ،" ديفيد بدر ، قال أستاذ علوم الكمبيوتر في معهد نيو جيرسي للتكنولوجيا الذي يدرس الذاكرة الكمية ، لـ Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني. "يعد تخزين الكيوبتات أكثر صعوبة من تخزين البتات التقليدية نظرًا لأنه لا يمكن استنساخ الكيوبتات ، كما أنها معرضة للخطأ ولها عمر قصير يصل إلى جزء من الثانية."
ذكريات الكم
افترض الباحثون منذ فترة طويلة أن الماس يمكن استخدامه كوسيط تخزين كمي. يمكن استخدام الهياكل البلورية لتخزين البيانات على هيئة كيوبتات إذا أمكن جعلها خالية تقريبًا من النيتروجين. ومع ذلك ، فإن عملية التصنيع معقدة ، وحتى الآن ، الماس الذي تم إنشاؤه صغير جدًا لأغراض عملية.
ادعت شركة Adamant Namiki Precision Jewelry Company والباحثون من جامعة Saga أنهم طوروا عملية تصنيع جديدة يمكنها إنتاج رقائق الماس بحجم بوصتين ونقية بدرجة كافية للتطبيقات العملية.وكتبت الشركة في بيان صحفي: "رقاقة الماس بحجم 2 بوصة تتيح نظريًا ذاكرة كمية كافية لتسجيل مليار قرص بلو راي". "هذا يعادل جميع بيانات الجوال الموزعة في العالم في يوم واحد."
قال بدر إن مقاربة الذاكرة الماسية تعتمد على تخزين الكيوبت كدوران نووي. وأضاف: "على سبيل المثال ، أظهر الفيزيائيون تخزين كيوبت في دوران ذرة نيتروجين مضمنة في الماس".
بحث واعد
الماس هو طريقة واحدة فقط يمكن من خلالها لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تخزين البيانات. قال بدر إن العلماء يتابعون اتجاهين لبناء الذكريات الكمية ، أحدهما يستخدم انتقال الضوء والآخر باستخدام المواد الفيزيائية.
أضاف بدر "يمكن تمثيل Qubits بسعة الضوء وطوره". "يستخدم الضوء أيضًا في ذاكرة الصدى المتدرجة للحوسبة الكمومية حيث يتم تعيين حالات الضوء في إثارة سحب الذرات ، ويمكن" عدم امتصاص "الضوء لاحقًا.لسوء الحظ ، من المستحيل قياس كل من السعة والمرحلة دون التداخل مع الضوء. لذا يمكننا التفكير في الضوء كوسيلة لنقل الكيوبتات - تمامًا مثل شبكة الكمبيوتر الكلاسيكية."
يتم النظر في مواد أكثر غرابة من الماس. في وقت سابق من هذا العام ، استخدم العلماء كيوبت مصنوعًا من أيون عنصر الأرض النادرة ، الإيتربيوم ، والذي يستخدم أيضًا في الليزر ، ودمج هذا الأيون في بلورة شفافة من الإيتريوم orthovanadate. قال بدر: "تم بعد ذلك التلاعب بالحالات الكمومية باستخدام الحقول الضوئية والميكروويف".
يمكن للذاكرة الكمومية أن تتجنب المشاكل في إنتاج محركات أقراص صلبة كبيرة بما يكفي. وأشار بدر إلى أن أنظمة تخزين الكمبيوتر الكلاسيكية من النوع الموجود في أجهزة الكمبيوتر الشخصي تنمو خطيًا في كمية المعلومات المخزنة بواسطة وحدات البت الكلاسيكية. على سبيل المثال ، إذا ضاعفت قرصك الصلب من 512 جيجابايت إلى 1 تيرابايت ، فقد ضاعفت كمية المعلومات التي يمكنك تخزينها ، على حد قوله.
Qubits هي "استثنائية" لتخزين المعلومات ، ويزداد حجم المعلومات الممثلة أضعافًا مضاعفة في عدد الكيوبتات. قال بدر "على سبيل المثال ، إضافة كيوبت واحد فقط إلى نظام يضاعف عدد الحالات".
Vasili Perebeinos ، الأستاذ في جامعة ولاية نيويورك بوفالو الذي يعمل على الذاكرة الكمية ، أخبر Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني أن الباحثين يحاولون تحديد المواد الصلبة التي يمكن أن تكون مفيدة لتخزين البيانات الكمية.
يعد تخزين البتات أكثر صعوبة من تخزين البتات التقليدية نظرًا لأنه لا يمكن استنساخ الكيوبتات وعرضة للخطأ ولها عمر قصير يصل إلى جزء من الثانية.
قال بيريبينوس: "تكمن ميزة الذاكرة الكمومية ذات الحالة الصلبة في القدرة على تصغير وتوسيع مكونات جهاز الشبكة الكمومية".
ومع ذلك ، لا تتوقع وجود محرك أقراص ثابت كمي في جهاز الكمبيوتر الخاص بك في أي وقت قريبًا. قال بدر أن "الأمر سيستغرق سنوات ، وربما حتى عقودًا ، لبناء حواسيب كمية كبيرة بما يكفي بأعداد كافية من الكيوبتات لحل تطبيقات العالم الحقيقي."
