C допомогою алмазів тепер можна зберігати і обробляти величезні масиви інформації.
Тонкі алмазні листи з мікроскопічними отворами, заповненими азотом, можуть стати ключовим моментом у створенні квантових суперкомп'ютерів наступного покоління, які будуть володіти порівняти з сучасними комп'ютерами потужністю і будуть "клацати як насіння" такі ресурсномісткі завдання, як криптографічний захист, моделювання погоди і розробка нових лікарських препаратів.
Азот у складі алмазів зустрічається дуже часто, саме він надає деяким каменям жовтуватий відтінок. Протягом багатьох років вчені використовували такі природні алмази для вивчення різних аспектів квантової механіки. Але, створення квантового суперкомп'ютера, реалізованого на алмазах, вимагає набагато більшої точності виготовлення, чим це може запропонувати природа. І вчені досить довго шукали спосіб створення чіткої шаблонної решітки порожнин, заповнених азотом, впроваджених в структуру ідеального кристала алмазу.
Реалізувати необхідну структуру алмазу вдалося вченим з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі, разом з їхніми колегами з Національної лабораторії Лоуренса в Берклі. Вчені використовували промінь іонів, який спочатку вибивав два атома вуглецю з кристалічної гратки алмазу. Потім, з допомогою іншого іонного променя на місце двох атомів вуглецю впроваджувався один атом азоту. За одну секунду часу роботи установки в алмаз впроваджувалося близько 4 тисяч атомів азоту, а за одну хвилину оброблялася алмазна пластина, площею в кілька десятків квадратних сантиметрів. Як бачите, для створення структури впорядкованих дефектів кристалічної решітки не використовувалося дуже складних і дорогих методів.
Ключем до реалізації квантових обчислень є один вільний від зв'язку електрон, який залишається при впровадженні атома азоту в структуру алмазу. Обертання цього електрона дозволяє не тільки зберігати рівні логічної одиниці і нуля, а ще додаткову інформацію, закодовану в напрямку обертання цього електрона.
На думку деяких експертів в області квантових обчислень алмази ніколи не вважалися серйозними кандидатами на використання їх в якості основи для створення квантових суперкомп'ютерів. І тепер, завдяки вищевказаних досліджень, вони отримали другий шанс і можуть стати основними кандидатами для квантових обчислень.
Результати цих досліджень і коментарі фахівців розміщені в останньому випуску журналу ACS Nano Letters.