Princípios importantes
- Os diamantes podem um dia ser usados para armazenar grandes quantidades de informações.
- Os pesquisadores estão tentando usar os estranhos efeitos da mecânica quântica para armazenar informações.
- No entanto, os especialistas dizem que não espere um disco rígido quântico em seu PC tão cedo.
Os diamantes podem ser a chave para armazenar grandes quantidades de dados.
Pesquisadores no Japão criaram um diamante puro e leve para uso em computação quântica em um movimento que pode levar a novos tipos de discos rígidos. É parte de um esforço contínuo para usar os estranhos efeitos da mecânica quântica para armazenar informações.
"Ao contrário de nossos computadores clássicos que operam em dígitos binários (ou 'bits'), ou seja, 0's e 1's, os computadores quânticos usam 'qubits' que podem estar em uma combinação linear de dois estados, " David Bader, um professor de ciência da computação do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey que estuda a memória quântica, disse à Lifewire em uma entrevista por e-mail. "Armazenar qubits é mais desafiador do que armazenar bits clássicos, pois os qubits não podem ser clonados, são propensos a erros e têm um breve tempo de vida de uma fração de segundo."
Memórias Quânticas
Pesquisadores há muito formulam a hipótese de que os diamantes podem ser usados como meio de armazenamento quântico. As estruturas cristalinas podem ser usadas para armazenar dados como qubits se puderem ser quase livres de nitrogênio. No entanto, o processo de fabricação é complexo e, até agora, os diamantes que foram criados são muito pequenos para fins práticos.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company e pesquisadores da Saga University afirmam ter desenvolvido um novo processo de fabricação que pode produzir wafers de diamante com duas polegadas de tamanho e puro o suficiente para aplicações práticas.“Uma bolacha de diamante de 2 polegadas teoricamente permite memória quântica suficiente para gravar 1 bilhão de discos Blu-ray”, escreveu a empresa no comunicado à imprensa. "Isso equivale a todos os dados móveis distribuídos no mundo em um dia."
Bader disse que essa abordagem de memória diamante depende do armazenamento do qubit como um spin nuclear. "Por exemplo, os físicos demonstraram armazenar um qubit no spin de um átomo de nitrogênio embutido em um diamante", acrescentou.
Pesquisa Promissora
Os diamantes são apenas uma maneira pela qual os computadores quânticos podem armazenar dados. Os cientistas estão buscando duas direções para construir memórias quânticas, uma usando transmissão de luz e a outra usando materiais físicos, disse Bader.
"Qubits podem ser representados pela amplitude e fase da luz", acrescentou Bader. "A luz também é usada na memória de eco gradiente da computação quântica, onde os estados de luz são mapeados na excitação de nuvens de átomos, e a luz pode ser 'não absorvida' mais tarde. Infelizmente, porém, é impossível medir tanto a amplitude quanto a fase sem interferir na luz. Assim, podemos pensar na luz como uma maneira de transportar qubits - como uma rede de computadores clássica."
Materiais ainda mais exóticos do que diamantes estão sendo considerados. No início deste ano, os cientistas usaram um qubit feito de um íon do elemento terra rara, itérbio, que também é usado em lasers, e embutiu esse íon em um cristal transparente de ortovanadato de ítrio. "Os estados quânticos foram então manipulados usando campos ópticos e de micro-ondas", disse Bader.
A memória quântica pode evitar problemas de produção de discos rígidos grandes o suficiente. Bader apontou que os sistemas de armazenamento de computador clássicos do tipo que estão em PCs crescem linearmente na quantidade de informações armazenadas por bits clássicos. Por exemplo, se você dobrar seu disco rígido de 512 GB para 1 TB, você dobrou a quantidade de informações que pode armazenar, disse ele.
Qubits são "fenomenais" para armazenar informações, e a quantidade de informações representadas cresce exponencialmente no número de qubits. "Por exemplo, adicionar apenas mais um qubit a um sistema dobra o número de estados", disse Bader.
Vasili Perebeinos, professor da Universidade Estadual de Nova York Buffalo que trabalha em uma memória quântica, disse à Lifewire em uma entrevista por e-mail que os pesquisadores estão tentando identificar materiais de estado sólido que possam ser úteis para armazenamento de dados quânticos.
Armazenar qubits é mais desafiador do que armazenar bits clássicos, pois os qubits não podem ser clonados, são propensos a erros e têm um breve tempo de vida de uma fração de segundo.
"A vantagem da memória quântica de estado sólido está na capacidade de miniaturizar e dimensionar os componentes do dispositivo de rede quântica", disse Perebeinos.
No entanto, não espere um disco rígido quântico em seu PC tão cedo. Bader disse que "levará anos, e possivelmente até décadas, para construir computadores quânticos grandes o suficiente com números suficientes de qubits para resolver aplicativos do mundo real."
