https://frosthead.com

שיטה חדשה עשויה לאחסן כמויות נתונים אדירות בפגמי יהלום

ההיסטוריה של התרבות היא באמת סיפור של אחסון נתונים. מצאנו רשימה אינסופית של פתרונות להעברת תרבות וידע - מציורי מערות לכוננים קשיחים. אך כל פיתרון אינו מושלם: ספרים יכולים להישרף (אם כי למדנו כיצד לפענח כמה מגילות חרוכות), מונומנטים ממזג האוויר ואפילו קלטת או דיסקים מגנטיים ייכשלו בסופו של דבר. אמנם תקליטורי DVD נראים כפתרון לאורך זמן, אך הם לא. והם יכולים להחזיק רק כמה טרה-בתים של מידע, אך הטכנולוגיה העולמית מייצרת נתונים ואט-בייט של נתונים מדי שנה.

זו הסיבה שהחוקרים מחפשים את החומר השני (אולי השלישי) הקשה ביותר בכדור הארץ בכדי להחזיק את כל המידע שלנו: יהלומים. נתונים המקודדים ביהלומים לא רק יימשכו זמן בלתי מוגדר, יהלום זעיר במחצית גודלו של גרגר האורז יכול היה להכיל כמאה תקליטורי DVD, כך כתבו החוקרים Siddharth Dhomkar ו- Jacob Henshaw מהקולג 'סיטי בניו יורק ב- The Conversation . בעתיד זה יכול לקפוץ למקבילה של מיליון DVD.

והקונספט אינו רק רעיון. דהומקר והנשו קידדו לאחרונה את הנתונים לשתי תמונות, דיוקנאות של פיזיקאים אלברט איינשטיין וארווין שרדינגר ביהלום. תהליך כתיבת הנתונים הוא מורכב ביותר, אך הוא מבוסס על המערכת הבינארית הפשוטה מאוד, המשתמשת רק בשתי ספרות, אחת ואפס, כדי לייצג מידע.

המערכת משתמשת בפגמים דקים במבנה הגביש של היהלום, שאפשר למצוא בהם אפילו ללא פגמים ביותר מבחינת אבני חן אלה. פגמים אלה יוצרים מדי פעם חללים במבנה בו אטום פחמן אמור לשבת. אטומי חנקן גם מחליקים מדי פעם למבנה. כאשר אטום חנקן ממוקם ליד אטום הפחמן החסר הזה, מתרחשת מה שמכונה פנוי חנקן (NV), שלעתים קרובות לוכד אלקטרונים. Dhomkar משתמש במשרות פתרונות חנקן אלה כתחליף לאפסים ובינרים בינאריים. אם במקום הפנוי יש אלקטרון, זה אחד; אם הוא ריק, זה אפס. באמצעות דופק לייזר ירוק, החוקרים יכולים ללכוד אלקטרון ב- NV. דופק לייזר אדום יכול להפיץ אלקטרון מתוך NV, ולאפשר לחוקרים לכתוב קוד בינארי בתוך מבנה היהלום. הם תיארו לאחרונה את התהליך בכתב העת Science Advances.

תמונות יהלומים דיוקנאות של אלברט איינשטיין וארווין שרדינגר מקודדים ביהלום (סידהארט דהומקר וקרלוס א. מרילס)

"אין שום דרך שתוכל לשנות את זה. זה ישב שם לנצח, "אומר דומקאר לג'ואנה קליין ב"ניו יורק טיימס" . כלומר, כל עוד הוא לא נחשף לאור, שיזרוף את הנתונים.

בניסויים שלהם, דהומקר והנשו השתמשו ביהלום בסך 150 דולר מפוברק לתעשייה כדי שיוכלו לשלוט בכמות המשרות הפנויות בחנקן באבן החן. בעוד שהשיטה הנוכחית לקידוד נתונים דומה לאופן בו תקליטורי DVD מאחסנים מידע בשני ממדים, על פי הודעה לעיתונות, ליהלום יש פוטנציאל גם לאחסון תלת מימד, מה שמקנה לו יכולת אחסון גדולה עוד יותר. והנהלת חשבונות על מצב הסחרור של האלקטרונים יכולה לעזור לארוז עוד יותר מידע ביהלומים.

הוכחה זו של עבודה עקרונית מראה כי הטכניקה שלנו תחרותית עם טכנולוגיית אחסון נתונים קיימת מבחינות מסוימות, ואף עולה על הטכנולוגיה המודרנית מבחינת הכתיבה המחודשת, "אומר הנשו בהודעה. "אתה יכול לטעון ולפרוק פגמים אלה מספר פעמים כמעט בלתי מוגבל מבלי לשנות את איכות החומר."

כמובן שיש עדיין עבודה רבה לפני שצרכנים או מחלקות IT יתחילו להתקין כונני יהלומים, אך יש צורך בטכנולוגיה או במשהו דומה - כמו אחסון DNA - כדי לשמור על קשר עם צונאמי המידע ההולך וגובר בעולם.

שיטה חדשה עשויה לאחסן כמויות נתונים אדירות בפגמי יהלום