Храните данные в алмазах — они годятся для сверхплотной и надёжной записи, доказали учёные

Исследователи из Городского университета Нью-Йорка (CUNY) подтвердили возможность сверхплотной записи данных в дефектах алмазов. В крошечном пространстве можно записать много уровней информации, подобно записи в многоуровневую ячейку флеш-памяти. Один квадратный дюйм такого носителя может содержать 25 Гбайт данных, как большой многослойный диск Blu-Ray, а надёжность хранения окажется невообразимой.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Существует множество вариантов дефектов в кристаллах. Это устойчивые нарушения в кристаллической решётке, с которыми можно сделать много чего интересного. Например, использовать в качестве квантовых битов или в качестве ячеек для хранения данных. Другой вопрос — как туда записывать информацию и как потом считывать? Увы, практическая реализация обычно не поспевает за передовыми идеями.

Учёные из CUNY испытали способ записи данных в виде изменения зарядов атомов в дефекте алмаза. Более того, один и тот же атом можно записать (зарядить) до разных уровней, если «посветить» на него разными длинами волн — светом разного цвета. Как следует из проделанной работы, сдвиг может быть очень и очень маленьким — значительно меньше дифракционного разрешения, что даст высочайшую плотность записи вплоть до работы с одиночными атомами.

На экспериментальной установке учёные смогли добиться плотности записи в 25 Гбайт на квадратный дюйм. Они изменяли энергетические состояния атомов в азото-замещённых вакансиях в алмазе. «Это как зажечь маленькие цветные лампочки внутри кристалла», — популярно объясняют процесс исследователи. Для более серьёзного читателя данные об исследовании опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Уточним, эксперимент поставлен в условиях криогенного охлаждения. Данные записывались и перезаписывались при низких затратах энергии на эти операции. Для практического применения эта технология должна претерпеть критические изменения, что, возможно, произойдёт в ближайшем или не очень будущем.