Geleceğimiz için başka bir depolama olanağı, bazılarının en iyi arkadaş olarak adlandırdığı şeyle açılabilir: elmaslar.
New York Şehir Üniversitesi’nden (CUNY) bilim insanları depolama için veri yazmayı başardı Elmasın atom yapısındaki küçük nitrojen kusurlarından “renk merkezleri” olarak yararlanılarak (ve daha sonra geri kazanılması). Teknik, şu tarihte yayınlandı: Doğa Nanoteknolojisibirden fazla bayt verinin, birden fazla ışık frekansında (yani renklerde) kodlanarak aynı nitrojen kusuruna yazılmasına olanak tanır ve bu, bilgi içeriğini karıştırmadan yapılabilir.
Bilgi bitlerinin kazınması/çevirilmesi için yaygın olarak kullanılan lazer tabanlı teknikler, genellikle kırınım sınırı veya bir lazer ışınının odaklanabileceği minimum alan olarak bilinen şeye çarpar. Bu nedenin bir kısmı Blu-Ray teknolojisi aslında mavi lazer teknolojisini kullanıyor: Mavi ışığın dalga boyu kırmızıdan daha kısa olduğundan aynı alana daha fazla bilgi yazılabilir. Mavi şeritler daha ince olduğundan, iki kırmızı şerit için ihtiyaç duyacağınız aynı alana bunlardan dördünü yazdırabilirsiniz; böylece alan başına depolama yoğunluğu otomatik olarak artar.
Ancak bilim adamlarının gösterdiği şey bunun ötesine geçiyor. Aynı nitrojen kusurunda birden fazla renkte (her rengin uygun kırınım sınırı dahilinde) nasıl baskı yapabileceğinizi gösterdiler; bu, bir atomdan, onu ayrı ayrı programlayabileceğiniz renkler kadar çok sayıda bit oluşturabileceğiniz anlamına gelir.
CCNY’de doktora sonrası araştırma görevlisi Tom Delord, “Bu, farklı bilgileri aynı mikroskobik noktalardaki farklı atomlara depolamak için biraz farklı renkte bir lazer kullanarak, elmasın aynı yerinde birçok farklı görüntüyü saklayabileceğimiz anlamına geliyor” dedi. çalışmanın ortak yazarı. “Eğer bu yöntem diğer malzemelere veya oda sıcaklığında uygulanabilirse, yüksek kapasiteli depolama gerektiren bilgisayar uygulamalarına da yolunu bulabilir.”
Belki de bunu hayal etmenin en iyi yolu, lazerin her renkli geçişinin mevcut alana (nitrojen kusurlarımız ve bardağımızın içindeki su) doğru küçük bir kırmızı, mavi veya yeşil mürekkep damlattığı suyla dolu bir bardağı görselleştirmektir. Renklerin farklı olması, farklı yoğunluklara sahip oldukları anlamına gelir ve yeşil damlacığın içeriğinin (diyelim ki 0’a ayarlanmış bir bit) kırmızı damlacığın içeriğinden (1’e ayarlanmış bir bit) ayrılabileceği anlamına gelir. Sahip olduğunuz her bir renk, içeriği okumak/çıkarmak istediğinizde farklı frekansları/yoğunlukları ayırabildiğiniz sürece, bu sistem içinde kodlanan bilgi miktarını artırır. Etkileyici olan şey, tüm bu bilgi katmanlarının, birbirlerine müdahale etmeden, depolama yoğunluğunu artırarak aynı fiziksel alanı kaplayabilmesidir.
Delord, “Yaptığımız şey, dar bantlı bir lazer ve kriyojenik koşullar kullanarak bu renk merkezlerinin elektrik yükünü çok hassas bir şekilde kontrol etmekti” diye ekledi. “Bu yeni yaklaşım, aslında küçük veri parçalarını tek bir atoma kadar, daha önce mümkün olandan çok daha ince bir seviyede yazmamıza ve okumamıza olanak sağladı.”
Araştırmacılar, teknolojilerinin aynı nitrojen defektinde 12 farklı görüntüyü (12 farklı frekansta) nasıl basabildiğini ve inç kare başına 25 GB veri yoğunluğuna nasıl ulaştığını gösterdi. Bu, bir Blu-Ray diskin tamamının, çapı 12 santimetre (43⁄4 inç) olan tek bir katmanda tutabileceği 25 GB’lık bilgiyle aynı.
Ayrıca teknoloji tahribatsız: Bilgi kazınmıyor, tam olarak yüklü atomlara kodlanıyor; söz konusu atomların içindeki kesin olarak tanımlanmış nitrojen kusurları dahilinde. Bir elmasın içindeki küçük baloncukları tutuşturmak gibi bir şey bu. Bilgi daha sonra bu ışık kabarcıklarından tekrar tekrar çıkarılabilir, okunabilir, çıkarılabilir ve yeniden kodlanabilir. Elmaslar öyle sonsuza kadar öyle görünüyor (ama belki de her açıdan önemli değil).
Doktora sonrası araştırmacı Monge, “Işın hafif kaymış dalga boylarına ayarlanarak, aynı fiziksel konumda tutulabilir ancak farklı renk merkezleriyle etkileşime girerek yüklerini seçici olarak değiştirebilir; yani alt kırınım çözünürlüğüyle veri yazılabilir” dedi. Araştırmaya CCNY’de doktora derecesi katılmıştır.
Teorik olarak, bu araştırmada ima edilen elmas depolama teknolojisinin kullanımı, bizi elmasın gerçekten insanın en iyi arkadaşı olduğu bir yola sürükleyebilir: nesiller boyunca aktarılan ve şifrelenmiş gizli mesajlar (veya gizli zenginlikler) içeren kişisel bir hazine. minik ışık demetleri. Evlilikte teklif edilebilecek ve/veya takas edilebilecek bilgiler için kişisel olarak taşınabilen bir depolama ortamı.
Bu, bu teknoloji için henüz yolun çok çok aşağısında, ancak ekip, bu renk merkezlerinin çalıştırılmasında gerekli olan kriyojenik soğutmayı (şimdilik) ortadan kaldırabileceklerinden emin. Teknolojilerinin bir gün oda sıcaklığında oluşabileceğinden ve bir gün daha düşük enerji maliyetiyle depolama kapasitesinin artmasına yol açabileceğinden eminler.