最新研究發(fā)現(xiàn)鉆石信息儲(chǔ)存能力為硅芯片數(shù)百萬(wàn)倍
北京時(shí)間8月25日，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，遍布小孔的鉆石片或許對(duì)新一代超級(jí)電腦的計(jì)算能力具有舉足輕重的影響。美國(guó)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(wú)數(shù)充氮小孔。這些充氮鉆石可以存儲(chǔ)信息的數(shù)量是目前硅芯片系統(tǒng)的數(shù)百萬(wàn)倍，同時(shí)信息處理速度也是后者的數(shù)十倍。
基于鉆石的計(jì)算如何使用，目前尚不得而知，不過(guò)，從設(shè)計(jì)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(lái)，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(shí)施這項(xiàng)研究的加州大學(xué)圣巴巴拉分?？茖W(xué)家戴維-艾維薩洛姆(David Awschalom)說(shuō)：“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(méi)有這些瑕疵，鉆石堪稱(chēng)完美。”研究結(jié)果刊登在最新一期的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)主辦的《納米快報(bào)》(Nano Letters)雜志上。
基于量子力學(xué)的超級(jí)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(guò)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(guó)家實(shí)驗(yàn)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(gè)碳原子，接著用一個(gè)氮原子取代它們。
在一秒鐘里，科學(xué)家就能注入大約4000個(gè)熾熱的氮原子。在大約一分鐘內(nèi)，科學(xué)家就完成了對(duì)數(shù)英寸鉆石的排列?？上驳氖?，科學(xué)家并未使用任何過(guò)于復(fù)雜的技術(shù)就實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。艾維薩洛姆說(shuō)：“你能在網(wǎng)上買(mǎi)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(gè)辦法證明這項(xiàng)技術(shù)是多么的簡(jiǎn)單實(shí)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(lái)存儲(chǔ)，在基于鉆石的量子電腦中，信息可以存儲(chǔ)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(lái)存儲(chǔ)，而且還能以電子旋轉(zhuǎn)的方位存儲(chǔ)。雖然難以得出一個(gè)準(zhǔn)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(qiáng)電腦的計(jì)算能力。
惠普公司信息與量子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家雷-比烏索萊爾(Ray Beausoleil)表示，鉆石不可能取代當(dāng)前消費(fèi)類(lèi)電腦使用的硅。他說(shuō)：“量子電腦不會(huì)令計(jì)算速度提升很快。”但是，這并不意味著用戶不會(huì)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(wèn)題。
迪文森佐也對(duì)刊載于《納米快報(bào)》上的最新研究十分熟悉。他說(shuō)：“這指向一個(gè)對(duì)各種事物長(zhǎng)期探尋的富有成效的成果，你可以通過(guò)鉆石來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)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(jì)算時(shí)代”的到來(lái)，但鑒于這項(xiàng)研究，我們確實(shí)看到了希望?！⌒吕丝萍加?(孝文)