最新研究發(fā)現(xiàn)鉆石信息儲存能力為硅芯片數(shù)百萬倍
北京時間8月25日，據(jù)國外媒體報道，遍布小孔的鉆石片或許對新一代超級電腦的計算能力具有舉足輕重的影響。美國加州大學(xué)科學(xué)家利用現(xiàn)有技術(shù)，在大鉆石片上刻了無數(shù)充氮小孔。這些充氮鉆石可以存儲信息的數(shù)量是目前硅芯片系統(tǒng)的數(shù)百萬倍，同時信息處理速度也是后者的數(shù)十倍。
基于鉆石的計算如何使用，目前尚不得而知，不過，從設(shè)計效率更高的硅芯片電腦到新藥研發(fā)和密碼術(shù)，用途可能非常廣泛。從有鉆石的那一天起，氮便存在于這種寶石中；這也是部分鉆石具有黃色光澤的原因。多年來，科學(xué)家利用這些天然、充氮鉆石去研究量子力學(xué)的各種特性。
實施這項研究的加州大學(xué)圣巴巴拉分校科學(xué)家戴維-艾維薩洛姆(David Awschalom)說：“我們利用眾所周知的技術(shù)在鉆石上故意留下原子大小的瑕疵，否則，沒有這些瑕疵，鉆石堪稱完美。”研究結(jié)果刊登在最新一期的美國化學(xué)學(xué)會主辦的《納米快報》(Nano Letters)雜志上。
基于量子力學(xué)的超級電腦需要的精確性超出自然所賦予的能力，所以，科學(xué)家一直在尋找通過人工方式將精確排列的氮孔陣列植入鉆石層的辦法。加州大學(xué)圣巴巴拉分校的科學(xué)家與勞倫斯伯克利國家實驗室的同行合作制作出這樣的陣列，他們先利用離子束撞擊兩個碳原子，接著用一個氮原子取代它們。
在一秒鐘里，科學(xué)家就能注入大約4000個熾熱的氮原子。在大約一分鐘內(nèi)，科學(xué)家就完成了對數(shù)英寸鉆石的排列。可喜的是，科學(xué)家并未使用任何過于復(fù)雜的技術(shù)就實現(xiàn)了這一目標。艾維薩洛姆說：“你能在網(wǎng)上買到這種東西，然后將它送到另一家公司制作，自己探究利用方法。”艾維薩洛姆的學(xué)生就依照這個辦法證明這項技術(shù)是多么的簡單實用。
基于鉆石的量子電腦的關(guān)鍵在于氮孔中的多余電子。在傳統(tǒng)電腦中，信息用“0”或“1”來存儲，在基于鉆石的量子電腦中，信息可以存儲于多余電子的旋轉(zhuǎn)中。這意味著，信息不僅可以作為“0”或“1”來存儲，而且還能以電子旋轉(zhuǎn)的方位存儲。雖然難以得出一個準確的數(shù)據(jù)結(jié)論，但科學(xué)家表示，相比于現(xiàn)有的硅芯片電腦，新技術(shù)將大大增強電腦的計算能力。
惠普公司信息與量子系統(tǒng)實驗室科學(xué)家雷-比烏索萊爾(Ray Beausoleil)表示，鉆石不可能取代當前消費類電腦使用的硅。他說：“量子電腦不會令計算速度提升很快。”但是，這并不意味著用戶不會受益于基于鉆石的量子電腦。比烏索萊爾和IBM公司科學(xué)家戴維-迪文森佐(David DiVincenzo)均表示，這種電腦的性能有助于模仿極為復(fù)雜的問題。
迪文森佐也對刊載于《納米快報》上的最新研究十分熟悉。他說：“這指向一個對各種事物長期探尋的富有成效的成果，你可以通過鉆石來實現(xiàn)計算提速的愿望。”迪文森佐最后指出，雖然鉆石并不能確保“量子計算時代”的到來，但鑒于這項研究，我們確實看到了希望。 新浪科技訊 (孝文)