Dans le monde des mégadonnées, il y a des limitations sur la façon de stocker de gros volumes d'informations. Les disques durs typiques des ordinateurs domestiques consomment beaucoup d'énergie et sont limités à quelques téraoctets par lecteur. Les supports de stockage optiques comme les DVD et Blu-ray sont économes en énergie et bon marché, mais les densités de stockage sont très faibles en raison de la nature plane des disques et de la limite de diffraction optique toujours intimidante. Cependant, les chercheurs ont fait des percées dans le développement d'une puce en diamant 3-D qui pourrait stocker beaucoup plus de données que les technologies actuelles.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Avancées scientifiques , Les physiciens du groupe du professeur Carlos Meriles du City College de la City University of New York (CUNY) cherchent à contourner les limites de stockage des données en exploitant l'état de charge et les propriétés de spin du centre Nitrogen-Vacancy (NV) dans le diamant. Les chercheurs ont conçu un bit de mémoire qui n'est plus une bosse à diffraction limitée à la surface d'un DVD, mais à la place un défaut de taille atomique qui peut piéger et libérer des électrons à volonté avec une excitation laser. Comme preuve de principe, le groupe Meriles a utilisé la microscopie optique pour lire, écrire et réinitialiser les informations dans un cristal de diamant avec une densité de bits bidimensionnelle comparable à la technologie DVD actuelle. Ici, le cristal est équivalent à un dispositif de stockage à mémoire réinscriptible avec pratiquement aucune dégradation des données dans le temps, s'il est conservé dans l'obscurité. Les chercheurs ont également fourni une voie pour étendre la capacité de stockage à trois dimensions sans affecter les données déjà écrites. Ils ont en outre démontré qu'il est possible de contrôler le degré de liberté de spin, unique à ce système, en utilisant des faisceaux multicolores de forme précise et des sources de radiofréquence pour obtenir des tailles de bits beaucoup plus petites que la limite de diffraction optique. Les densités de stockage résultantes pour une telle puce en diamant seraient des centaines de milliers de fois supérieures à celles de la technologie Blu-ray existante.

"Ce travail révèle une opportunité unique d'utiliser des défauts de taille atomique pour le stockage de données à haute densité, transformer la beauté de la physique en une technologie extrêmement utile, " a déclaré le co-premier auteur, le Dr Siddharth Dhomkar, Post-doctorant au sein du Groupe Meriles. S'exprimant sur la future praticité dans le monde réel de leur innovation, M. Jacob Henshaw, co-premier auteur et doctorant du groupe Meriles, mentionné, "Ce travail de preuve de principe montre que notre technique est compétitive à certains égards avec la technologie de stockage de données existante, et surpasse même la technologie moderne en termes de réécriture. Vous pouvez charger et décharger ces défauts un nombre pratiquement illimité de fois sans altérer la qualité du matériau."

" n principe, leur technique pourrait atteindre des densités d'informations plus élevées en codant des informations binaires (classiques) (par opposition à des informations quantiques) sur le spin, plutôt que la charge, des centres NV, " a déclaré le Dr Marcus Doherty, Stagiaire postdoctoral au Centre de physique des lasers, Ecole de Recherche en Physique et Ingénierie, Université nationale australienne, qui n'a pas participé à l'étude CUNY. "Il s'agit d'un exemple passionnant où la quête des prochaines technologies quantiques paradigmatiques a donné lieu à une nouvelle avancée dans les technologies classiques d'aujourd'hui."