I världen av big data, det finns begränsningar för hur man lagrar stora mängder information. Typiska hemdatorhårddiskar förbrukar mycket ström och är begränsade till några terabyte per enhet. Optiska lagringsmedier som DVD och Blu-ray är energieffektiva och billiga, men lagringstätheten är mycket låg på grund av skivornas plana karaktär och den ständigt avskräckande gränsen för optisk diffraktion. Dock, forskare har gjort inhopp i utvecklingen av ett 3D-diamantchip som kan lagra mycket mer data än nuvarande teknik.

I en ny studie som visas i tidningen Vetenskapliga framsteg , fysiker i gruppen av professor Carlos Meriles vid City College vid City University of New York (CUNY) försöker kringgå datalagringsgränser genom att utnyttja laddningsstatus och spinnegenskaper för Nitrogen-Vacancy (NV) -centret i diamant. Forskarna har tagit fram en minnesbit som inte längre är en diffraktionsbegränsad bula på ytan av en DVD, men istället en defekt i atomstorlek som kan fånga och släppa elektroner efter behag med laserexcitation. Som principbevis, Meriles -gruppen använde optisk mikroskopi för att läsa, skriva och återställa information i en diamantkristall med en tvådimensionell bitdensitet som är jämförbar med nuvarande DVD-teknik. Här, kristallen motsvarar en skrivbar minneslagringsenhet med praktiskt taget noll nedbrytning av data över tid, om det hålls i mörkret. Forskarna gav också en väg för att utöka lagringskapaciteten till tredimensionella utan att påverka redan skrivna data. De demonstrerade vidare att det är möjligt att kontrollera frihetsgraden, unikt för detta system, genom att använda exakt formade flerfärgsstrålar och radiofrekvenskällor för att uppnå bitstorlekar som är mycket mindre än gränsen för optisk diffraktion. Den resulterande lagringstätheten för ett sådant diamantchip skulle vara hundratusentals gånger större än befintlig Blu-ray-teknik.

"Detta arbete avslöjar en unik möjlighet att använda defekter i atomstorlek för datalagring med hög densitet, förvandla fysikens skönhet till en oerhört användbar teknik, "sa den första författaren Dr Siddharth Dhomkar, Postdoktor i Meriles Group. På tal om den framtida praktiska praktiken i deras innovation, Herr Jacob Henshaw, medförste författare och doktorand i Meriles Group, sa, "Detta principiella bevis visar att vår teknik är konkurrenskraftig mot befintlig datalagringsteknik i vissa avseenden, och överträffar till och med modern teknik när det gäller omskrivbarhet. Du kan ladda och tömma dessa defekter ett praktiskt taget obegränsat antal gånger utan att ändra materialets kvalitet. "

" n princip, deras teknik skulle kunna uppnå högre informationstäthet genom att koda binär (klassisk) information (i motsats till kvantinformation) på snurrningen, snarare än avgiften, av NV -centra, "sade doktor Marcus Doherty, Postdoktor vid Laser Physics Center, Forskarskolan för fysik och teknik, Australian National University, som inte var inblandad i CUNY -studien. "Detta är en spännande instans där jakten på nästa paradigm kvantteknik har gett ett nytt framsteg i dagens klassiska teknik."