Conclusiones clave
- Algún día, los diamantes podrían usarse para almacenar grandes cantidades de información.
- Los investigadores intentan utilizar los extraños efectos de la mecánica cuántica para almacenar información.
- Sin embargo, los expertos dicen que no espere un disco duro cuántico en su PC en el corto plazo.
Los diamantes pueden ser la clave para almacenar grandes cantidades de datos.
Investigadores en Japón han creado un diamante puro y ligero para su uso en computación cuántica en un movimiento que podría conducir a nuevos tipos de discos duros. Es parte de un esfuerzo continuo para usar los extraños efectos de la mecánica cuántica para almacenar información.
"A diferencia de nuestras computadoras clásicas que operan con dígitos binarios (o 'bits'), es decir, 0 y 1, las computadoras cuánticas usan 'qubits' que pueden estar en una combinación lineal de dos estados", David Bader, un profesor de informática en el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey que estudia la memoria cuántica, le dijo a Lifewire en una entrevista por correo electrónico. "Almacenar qubits es más desafiante que almacenar bits clásicos, ya que los qubits no se pueden clonar, son propensos a errores y tienen una breve vida útil de una fracción de segundo".
Recuerdos cuánticos
Los investigadores han planteado durante mucho tiempo la hipótesis de que los diamantes podrían utilizarse como un medio de almacenamiento cuántico. Las estructuras cristalinas se pueden usar para almacenar datos como qubits si se pueden hacer casi libres de nitrógeno. Sin embargo, el proceso de fabricación es complejo y, hasta ahora, los diamantes creados son demasiado pequeños para fines prácticos.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company e investigadores de la Universidad de Saga afirman haber desarrollado un nuevo proceso de fabricación que puede producir obleas de diamante de dos pulgadas de tamaño y lo suficientemente puras para aplicaciones prácticas."En teoría, una oblea de diamante de 2 pulgadas permite suficiente memoria cuántica para grabar mil millones de discos Blu-ray", escribió la compañía en el comunicado de prensa. "Esto equivale a todos los datos móviles distribuidos en el mundo en un día".
Bader dijo que este enfoque de memoria de diamante se basa en almacenar el qubit como un giro nuclear. "Por ejemplo, los físicos han demostrado almacenar un qubit en el espín de un átomo de nitrógeno incrustado en un diamante", agregó.
Investigación prometedora
Los diamantes son solo una de las formas en que las computadoras cuánticas pueden almacenar datos. Los científicos están siguiendo dos direcciones para construir memorias cuánticas, una usando la transmisión de luz y la otra usando materiales físicos, dijo Bader.
"Los qubits se pueden representar por la amplitud y la fase de la luz", agregó Bader. "La luz también se usa en la memoria de eco de gradiente de la computación cuántica, donde los estados de la luz se asignan a la excitación de las nubes de átomos, y la luz puede 'no absorberse' más tarde. Desafortunadamente, sin embargo, es imposible medir tanto la amplitud como la fase sin interferir con la luz. Entonces, podemos pensar en la luz como una forma de transportar qubits, muy parecido a una red informática clásica".
Se están considerando materiales aún más exóticos que los diamantes. A principios de este año, los científicos utilizaron un qubit hecho de un ion del elemento de tierras raras iterbio, que también se usa en láseres, e incrustaron este ion en un cristal transparente de ortovanadato de itrio. "Luego, los estados cuánticos se manipularon usando campos ópticos y de microondas", dijo Bader.
La memoria cuántica podría potencialmente eludir los problemas de producción de discos duros lo suficientemente grandes. Bader señaló que los sistemas de almacenamiento informático clásicos del tipo que se encuentran en las PC crecen linealmente en la cantidad de información almacenada por bits clásicos. Por ejemplo, si duplica su disco duro de 512 GB a 1 TB, ha duplicado la cantidad de información que puede almacenar, dijo.
Los qubits son "fenomenales" para almacenar información, y la cantidad de información representada crece exponencialmente en el número de qubits. "Por ejemplo, agregar solo un qubit más a un sistema duplica la cantidad de estados", dijo Bader.
Vasili Perebeinos, profesor de la Universidad Estatal de Nueva York Buffalo que trabaja en una memoria cuántica, le dijo a Lifewire en una entrevista por correo electrónico que los investigadores están tratando de identificar materiales de estado sólido que podrían ser útiles para el almacenamiento de datos cuánticos.
Almacenar qubits es más desafiante que almacenar bits clásicos, ya que los qubits no se pueden clonar, son propensos a errores y tienen una breve vida útil de una fracción de segundo.
"La ventaja de la memoria cuántica de estado sólido está en la capacidad de miniaturizar y escalar los componentes del dispositivo de red cuántica", dijo Perebeinos.
Sin embargo, no espere un disco duro cuántico en su PC en el corto plazo. Bader dijo que "llevará años, y posiblemente incluso décadas, construir computadoras cuánticas lo suficientemente grandes con una cantidad suficiente de qubits para resolver aplicaciones del mundo real".
