La scoperta dell'archiviazione quantistica potrebbe consentire una densità di dati 1000 volte superiore

Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo approccio all'archiviazione ottica dei dati che potrebbe cambiare la quantità di memoria che possiamo inserire, utilizzando la meccanica quantistica e gli elementi delle terre rare. Un team della Pritzker School of Molecular Engineering dell'Università di Chicago e dell'Argonne National Laboratory ha pubblicato i suoi risultati su Physical Review Research il 14 agosto.

Utilizzano cristalli di ossido di magnesio incorporati con elementi di terre rare che emettono fotoni a lunghezze d'onda specifiche. Per memorizzare i dati, questi fotoni si mescolano con i difetti quantistici - punti vuoti nel reticolo del cristallo con elettroni non accoppiati. Questo sistema utilizza la multiplazione delle lunghezze d'onda per immagazzinare più dati rispetto alla normale archiviazione ottica, come i CD e i DVD che incontrano dei limiti a causa della diffrazione della luce.

I difetti quantistici subiscono un cambiamento di stato di spin quasi irreversibile quando assorbono energia dai vicini emettitori di terre rare, stabilizzando i dati per l'archiviazione a lungo termine. I fotoni che emettono sono molto più piccoli rispetto alle lunghezze d'onda di 500-1000 nanometri utilizzate nell'attuale tecnologia di archiviazione ottica, per cui possiamo raggiungere densità di archiviazione fino a 1000 volte superiori rispetto alle soluzioni attuali.

Ma anche con questo grande passo avanti, ci sono ancora molte sfide prima che possa arrivare sul mercato. Il team deve determinare quanto durano questi stati eccitati e come recuperare i dati. Inoltre, la tecnologia deve funzionare in modo affidabile a temperatura ambiente, poiché molti sistemi quantistici necessitano di condizioni super-fredde vicine allo zero assoluto.

"La comprensione di questo processo di trasferimento di energia in campo vicino è un primo passo enorme", ha detto Swarnabha Chattaraj, ricercatore postdoc presso l'Argonne National Laboratory. Questa scoperta potrebbe portare a dispositivi di archiviazione ottica ad altissima densità, ma c'è ancora molto lavoro di sviluppo da fare prima che sia pronto per la prima serata.