Сегодня 27 ноября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Квантовая механика помогла придумать оптическую память невообразимой плотности

Группа учёных из США смогла соединить квантово-механическую теорию и цифровую запись, проложив путь к потенциально сверхплотной оптической памяти. Запись осуществляется излучателями атомарного размера, встроенными в саму память, а ячейками для хранения информации выступают множественные дефекты в атомарной структуре памяти. Всё это замешано на управляемом изменении квантовых состояний дефектов, явив собой смесь классической и квантовой физики.

 Источник изображения: Giulia Galli

Источник изображения: Giulia Galli

Исследование и разработку моделей изучаемых явлений осуществили физики из Аргоннской национальной лаборатории министерства энергетики США и Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета. Сначала они провели моделирование и предсказали возможные результаты и лишь потом провели эксперименты. Проделанная учёными работа во многом новаторская. Ещё никто не изучал вопрос, как поведут себя дефекты в атомарной структуре твёрдых материалов, если по соседству с ними в нанометровой доступности расположатся излучатели энергии (фотонов). Фактически это физика в ближнем поле, которая непросто поддаётся изучению и, прежде всего, из-за возникновения разного рода квантовых эффектов.

«Мы разработали фундаментальные физические основы того, как передача энергии между дефектами может лежать в основе невероятно эффективного оптического метода хранения, — сказала Джулия Галли (Giulia Galli), профессор Чикагского университета и старший научный сотрудник Аргоннской национальной лаборатории. — Это исследование иллюстрирует важность изучения основных принципов и квантовомеханических теорий для освещения новых, зарождающихся технологий».

Если мы будет рассматривать, например, оптические диски, то минимально допустимое пятно для записи будет ограничено дифракционным пределом оптической системы и не сможет быть меньше длины волны записывающего лазера. Учёные предложили насытить материал атомами редкоземельных элементов, которые отличаются тем, что способны переизлучать падающий на них свет в более узком диапазоне и на других длинах волн. Тем самым можно создать материал с мириадами записывающих «лазеров» внутри, каждый из которых был бы размером с атом.

Точно также материал можно насытить ячейками для записи, в роли которых выступали бы дефекты в кристаллической структуре. При достаточном количестве атомов редкоземельных элементов и дефектов большинство из них находились бы в нанометровой доступности друг от друга. Суть открытия в том, что редкоземельные излучатели (точнее — переизлучатели) необратимо или на очень длительное время меняют квантовые состояния находящихся по соседству дефектов (переводят их из синглетного в триплетное состояние). А это память, работающая в оптическом диапазоне. И очень плотная память — на уровне атомарной структуры.

Учёные предупреждают, что они пока слабо представляют многие механизмы работы такой памяти, но не сомневаются, что это интересный и перспективный путь для удовлетворения нужд человечества в сохранении цифровых архивов.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Оригинал учредительных документов Apple 1976 года уйдёт с молотка — за лот хотят выручить до $4 млн 6 ч.
Cyberpunk 2077 стала главным источником дохода CD Projekt — компания отчиталась об ударных результатах за третий квартал 6 ч.
Вдохновлённый Dead Space хоррор Cronos: The New Dawn продался в количестве 500 тыс. копий менее чем за три месяца после выхода 6 ч.
«Новый год пришёл раньше времени»: Sony включила в декабрьскую линейку PS Plus сразу пять игр, в том числе Lego Horizon Adventures и Killing Floor 3 7 ч.
Продажи Cyberpunk 2077 превысили 35 миллионов копий, а команда Cyberpunk 2 растёт не по дням, а по часам 8 ч.
ЕС откажется от сканирования переписок — ИТ-гиганты выиграли битву за конфиденциальность пользователей 9 ч.
Новый геймплейный трейлер Warhammer 40,000: Dark Heresy показал в деле огрина Когга, поумневшего благодаря аугментации коры головного мозга 9 ч.
Китай штампует новые ИИ-модели еженедельно — США уже проигрывают гонку открытого ИИ 9 ч.
Переосмысление классики психологических квестов: культовая российская игра Sublustrum получит новую жизнь на ПК и консолях 10 ч.
В этот день в 1996 году в США выдали патент на MP3 – формат аудио, перевернувший музыкальную индустрию 10 ч.