Изследователи в Япония са разработили нов метод за производство на 5-сантиметрови (2-инчови) пластини от диамант, които могат да се използват за квантова памет. Ултрависоката чистота на диаманта му позволява да съхранява зашеметяващо количество данни – еквивалент на един милиард Blu-Ray дискове.
Диамантът е един от най-обещаващите материали за практични квантови изчислителни системи, включително памет. Конкретен дефект в кристала, известен като азотен център за свободни места, може да се използва за съхраняване на данни под формата на свръхпроводящи квантови битове (кубити), но твърде много азот в диаманта нарушава неговите способности за квантово съхранение.
Това означаваше, че трябва да се направи компромис – учените трябваше да създадат или големи диамантени пластини с твърде много азот, или свръхчисти диамантени пластини, които са твърде малки, за да бъдат много полезни за съхранение на данни. Но сега изследователи от университета Saga и Adamant Namiki Precision Jewellery Co. в Япония разработиха нов метод за производство на диамантени пластини с ултра висока чистота, които са достатъчно големи за практическа употреба.
С тази техника екипът казва, че получените диамантени пластини са с диаметър 5 см и имат толкова огромна плътност на данните, че теоретично могат да съхраняват еквивалента на милиард Blu-Ray дискове. Един Blu-Ray може да съхранява до 25 GB (ако приемем, че е еднослоен), което би означавало, че тази диамантена пластина трябва да може да съхранява огромни 25 ексабайта (EB) данни. Компанията нарича тези вафли Kenzan Diamond.
Ключът е, че тези диаманти имат концентрация на азот под три части на милиард (ppb), което ги прави невероятно чисти. Изследователите казват, че това са най-големите пластини с това ниво на чистота – повечето други достигат най-много до 4 mm2 (0,006 in2).
Постигането на това изисква нова производствена техника. Диамантените пластини се правят чрез отглеждане на кристалите върху субстратен материал и този материал обикновено е плоска повърхност. Проблемът е, че диамантът може да се напука при напрежение, което влошава качеството. В новия процес екипът направи сравнително проста промяна – повърхността на субстрата беше оформена като стъпала, което разпределя напрежението хоризонтално и предотвратява напукването. Това им позволява да правят по-големи диамантени вафли с по-висока чистота.
Екипът се надява да комерсиализира тези диамантени пластини през 2023 г., а междувременно вече работи за удвояване на диаметъра до 10 см (4 инча).
Изследването ще бъде представено на Международната конференция по технологии за производство на сложни полупроводници през май.
Източници: Университет Сага, Адамант Намики
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
