Учёные придумали компакт-диски будущего: хранить данные можно в квантовых дефектах

Ушедшие в прошлое компакт-диски могут вернуться на рынок благодаря революционному прорыву в сфере оптических носителей. Исследователи из Чикагского университета и Аргоннской национальной лаборатории разработали новый тип оптической памяти, которая хранит данные, перенося свет между атомами, благодаря чему многократно повышается плотность записи. О проделанной работе учёные рассказали в статье, опубликованной недавно в журнале Physical Review Research.

Исследователи работали над решением проблемы ограничения на плотность записи, которое накладывает длина волны лазера, используемого для записи информации на диски и её считывания. Речь идёт о дифракционном пределе, из-за которого нельзя было повысить плотность записи данных, поскольку каждый отдельный бит не мог быть меньше дины волны лазера. Исследователи решили обойти это ограничение, наполнив материал редкоземельными излучателями, такими как оксид магния (MgO), и используя мультиплексирование длин волн. Эта технология позволяет настроить каждый атом-излучатель на немного отличающуюся длину волны света, благодаря чему удаётся записать значительно больший объём данных на тот же носитель.

Для проверки концепции исследователи смоделировали твердотельный материал, наполненный атомами редкоземельных соединений, поглощающих и излучающих свет. В ходе моделирования было установлено, что находящиеся вблизи этих атомов квантовые дефекты способны улавливать и хранить световые волны за счёт изменения своего спинового состояния. Важным моментом является то, что после изменения спинового состояния квантовых дефектов они продолжают оставаться в таком виде, а значит, записанная информация будет храниться длительное время.

Несмотря на то, что предложенная исследователями технология выглядит многообещающей, ещё предстоит решить ряд вопросов. К примеру, как долго квантовые дефекты могут хранить записанные данные. В дополнение к этому, исследователи не предоставили каких-либо точных данных относительно того, насколько повысится плотность записи. Дальнейшие исследования в этом направлении должны показать, насколько новая технология окажется жизнеспособной.