Clé à emporter
- Les diamants pourraient un jour être utilisés pour stocker de grandes quantités d'informations.
- Des chercheurs tentent d'utiliser les effets étranges de la mécanique quantique pour conserver des informations.
- Cependant, les experts disent qu'il ne faut pas s'attendre à un disque dur quantique dans votre PC de sitôt.
Les diamants peuvent être la clé pour stocker de grandes quantités de données.
Des chercheurs au Japon ont créé un diamant pur et léger à utiliser dans l'informatique quantique, ce qui pourrait conduire à de nouveaux types de disques durs. Cela fait partie d'un effort continu visant à utiliser les effets étranges de la mécanique quantique pour conserver des informations.
"Contrairement à nos ordinateurs classiques qui fonctionnent sur des chiffres binaires (ou 'bits'), c'est-à-dire des 0 et des 1, les ordinateurs quantiques utilisent des 'qubits' qui peuvent être dans une combinaison linéaire de deux états", David Bader, un professeur d'informatique au New Jersey Institute of Technology qui étudie la mémoire quantique, a déclaré à Lifewire dans une interview par e-mail. "Le stockage de qubits est plus difficile que le stockage de bits classiques, car les qubits ne peuvent pas être clonés, sont sujets aux erreurs et ont une brève durée de vie d'une fraction de seconde."
Mémoires quantiques
Les chercheurs ont longtemps émis l'hypothèse que les diamants pourraient être utilisés comme support de stockage quantique. Les structures cristallines peuvent être utilisées pour stocker des données sous forme de qubits si elles peuvent être rendues presque exemptes d'azote. Cependant, le processus de fabrication est complexe et jusqu'à présent, les diamants créés sont trop petits pour des raisons pratiques.
Adamant Namiki Precision Jewelry Company et des chercheurs de l'Université de Saga affirment avoir mis au point un nouveau procédé de fabrication capable de produire des tranches de diamant d'une taille de deux pouces et suffisamment pures pour des applications pratiques."Une plaquette de diamant de 2 pouces permet théoriquement d'avoir suffisamment de mémoire quantique pour enregistrer 1 milliard de disques Blu-ray", a écrit la société dans le communiqué de presse. "Cela équivaut à toutes les données mobiles distribuées dans le monde en une journée."
Bader a déclaré que cette approche de la mémoire diamant repose sur le stockage du qubit sous forme de spin nucléaire. "Par exemple, des physiciens ont démontré qu'un qubit était stocké dans le spin d'un atome d'azote intégré dans un diamant", a-t-il ajouté.
Recherche prometteuse
Les diamants ne sont qu'un des moyens par lesquels les ordinateurs quantiques pourraient stocker des données. Les scientifiques poursuivent deux directions pour construire des mémoires quantiques, l'une utilisant la transmission de la lumière et l'autre utilisant des matériaux physiques, a déclaré Bader.
"Les Qubits peuvent être représentés par l'amplitude et la phase de la lumière", a ajouté Bader. "La lumière est également utilisée dans la mémoire d'écho de gradient de l'informatique quantique où les états de la lumière sont cartographiés dans l'excitation des nuages d'atomes, et la lumière peut être" non absorbée "plus tard. Malheureusement, il est impossible de mesurer à la fois l'amplitude et la phase sans interférer avec la lumière. Nous pouvons donc considérer la lumière comme un moyen de transporter des qubits, un peu comme un réseau informatique classique."
Des matériaux encore plus exotiques que les diamants sont envisagés. Plus tôt cette année, les scientifiques ont utilisé un qubit fabriqué à partir d'un ion de l'élément de terre rare, l'ytterbium, qui est également utilisé dans les lasers, et ont intégré cet ion dans un cristal transparent d'orthovanadate d'yttrium. "Les états quantiques ont ensuite été manipulés à l'aide de champs optiques et micro-ondes", a déclaré Bader.
La mémoire quantique pourrait potentiellement éviter les problèmes de production de disques durs suffisamment grands. Bader a souligné que les systèmes de stockage informatiques classiques du type des PC augmentent de manière linéaire dans la quantité d'informations stockées par les bits classiques. Par exemple, si vous doublez votre disque dur de 512 Go à 1 To, vous avez doublé la quantité d'informations que vous pouvez stocker, a-t-il déclaré.
Les qubits sont "phénoménaux" pour stocker des informations, et la quantité d'informations représentées augmente de façon exponentielle avec le nombre de qubits. "Par exemple, ajouter un seul qubit de plus à un système double le nombre d'états", a déclaré Bader.
Vasili Perebeinos, professeur à l'Université d'État de New York Buffalo qui travaille sur une mémoire quantique, a déclaré à Lifewire dans une interview par e-mail que les chercheurs tentent d'identifier des matériaux à l'état solide qui pourraient être utiles pour le stockage de données quantiques.
Stocker des qubits est plus difficile que de stocker des bits classiques, car les qubits ne peuvent pas être clonés, sont sujets aux erreurs et ont une brève durée de vie d'une fraction de seconde.
« L'avantage de la mémoire quantique à semi-conducteurs réside dans sa capacité à miniaturiser et à faire évoluer les composants des dispositifs de réseau quantique », a déclaré Perebeinos.
Cependant, ne vous attendez pas à un disque dur quantique dans votre PC de si tôt. Bader a déclaré qu'"il faudra des années, voire des décennies, pour construire des ordinateurs quantiques suffisamment grands avec un nombre suffisant de qubits pour résoudre des applications du monde réel".
