Существует вероятность, что жёсткие диски и RAID-массивы через год-два придётся выкидывать на помойку. Ювелирная компания Adamant Namiki Precision Jewellery совместно с исследователями из Университета Сага готовятся создать алмазную пластину, достаточно чистую и достаточно большую, чтобы её можно было использовать в приложениях квантовых вычислений. Но самое крутое в ней — умопомрачительный объём памяти.
Сейчас мы восхищаемся тем, что можем уместить на ладони накопитель с 4 ТБ данных, но вскоре все эти скачки ёмкости, которые мы наблюдаем из года в год, покажутся незначительными достижениями. Квантовые вычисления всё ещё находятся в зачаточном состоянии, но уже сейчас обещают невероятные возможности как с точки зрения вычислительных мощностей, так и в сфере хранения информации.
На пути к квантовому успеху есть препятствия. Например, пока не удалось найти правильные материалы для создания этих систем.
Алмаз обладает большим потенциалом в качестве носителя данных для квантовых вычислений благодаря структурному дефекту, известному как азотно-вакансионный центр. Его можно использовать для хранения данных в виде кубитов при комнатной температуре. Проблема в том, что процесс производства алмазов в лаборатории требует участия азота, и в то же время слишком большое содержание азота в конечном продукте может препятствовать его способности надёжно хранить кубиты. Чтобы использовать алмазы в квантовых вычислениях, нужно обеспечить их невероятную чистоту, с концентрацией азота менее трёх частей на миллиард. На сегодняшний день размер алмазных пластин такой степени чистоты ограничен четырьмя миллиметрами. Для практического применения этого слишком мало.
Но Adamant Namiki Precision Jewellery совместно с японскими исследователями разработали новый производственный процесс, позволяющий производить алмазные пластины размером два дюйма (примерно 5 см) с чистотой менее трёх частей азота на миллиард. Хитрость — в применении сапфировой подложки: поверхностного материала, на котором выращиваются алмазные пластины. Подложка имеет ступенчатую структуру, которая наклонена так, что по мере роста алмазные кристаллы расширяются в стороны. Это снижает напряжения и растрескивание, которые могут ухудшить качество алмаза. Газообразный азот всё так же используется для ускорения скорости роста кристалла, но его требуется гораздо меньше. Благодаря этому существенно повышается чистота алмазной пластины.
Такая двухдюймовая алмазная пластина позволит хранить данные, эквивалентные одному миллиарду дисков Blu-Ray, или примерно 25 экзабайтам. Потенциально это может удовлетворить мировые потребности в хранении данных, но, несмотря на то, что компания Adamant Namiki Precision Jewellery планирует коммерциализировать эту новую технологию производства уже в следующем году, пройдёт довольно много времени, прежде чем вы сможете заказать новый смартфон с 25 экзабайт данных на борту.