ذخیرهسازی چند ترابایتی داده در کریستال میلیمتری با تکنولوژی نوری نوین

ذخیرهسازی چند ترابایتی داده در کریستال میلیمتری با تکنولوژی نوری نوین, محققان دانشگاه شیکاگو روشی پیشگامانه برای ثبت اطلاعات را توسعه دادهاند که امکان نگهداری چندین ترابایت داده در یک کریستال با ابعاد میلیمتری را فراهم میکند. این تکنیک نوین بر پایهی مدیریت عیوب در مقیاس اتمی در بستر کریستالی استوار شده است.

معماری حافظه در مقیاس اتمی تیم علمی رهبریت استاد تیان ژونگ، یونهای لانتانید (عناصر کمیاب زمین) را در شبکه کریستالی گنجاندهاند. در این معماری، هر سلول حافظه از یک اتم منفرد یا یک نقص واحد تشکیل شده است؛ بنابراین تراکم ذخیرهسازی به حد فیزیکی ممکن میرسد. محققان نشان دادهاند که یک مکعب میلیمتری از این ماده میتواند حجم عظیمی از اطلاعات باینری را در خود جای دهد.

تقاطع فیزیک کوانتومی و الکترونیک کلاسیک ریشههای این پژوهش در کار با دزیمترهای تشعشع قرار داشت، اما به سرعت به سمت ذخیرهسازی دادههای کلاسیک با ابزارهای کوانتومی سوق یافت. لئوناردو فرانچا، نویسنده اصلی مقاله، توضیح میدهد که ترکیب فیزیک حالت جامد با علم اطلاعات کوانتومی، پل ارتباطی بین حافظههای نوری-کوانتومی و سیستمهای میکروالکترونیک رایج را برقرار کرده است. مکانیزم کار بر پایهی تحریک الکترونها با لیزر فرابنفش است.

وقتی کریستال انرژی را جذب میکند، الکترونها آزاد شده و در نقصهای ذاتی شبکه (مانند جاهای خالی اکسیژن) گیر میکنند. خواندن اطلاعات با رها کردن این الکترونها و تشخیص نوری آنها انجام میشود، بدون نیاز به تجهیزات پیچیده پرتو ایکس یا گاما. مزیت لانتانیدها در کنترل نوری انتخاب عناصر لانتانید تصادفی نبوده است؛ این فلزات انتقالهای الکترونیکی منحصر به فردی دارند که امکان کنترل دقیق طول موج لیزر را میدهند.

برخلاف دزیمترهای سنتی، این دستگاه حافظه با یک منبع لیزر ساده فرابنفش فعال میشود، که مسیر تجاریسازی و یکپارچهسازی با تراشههای نوری موجود را هموار میکند. استفاده از نقصهای ذاتی کریستال — که در نمونههای طبیعی و مصنوعی هر دو وجود دارند — نیز پایداری و مقیاسپذیری روش را تضمین میکند.