钻石是包括存储器在内的实用量子计算系统的最有希望的材料之一

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日本研究团队近日开发出制作 5 厘米(2 英寸)的钻石晶圆的新方法,可用于量子存储器。钻石的超高纯度使其能够存储惊人的数据量,相当于 10 亿张蓝光光盘。钻石是包括存储器在内的实用量子计算系统的最有希望的材料之一。

晶圆能以超导量子比特(qubits)的形式存储数据,但它也存在一个特殊缺陷,即所谓的 NV 色心/氮空位(nitrogen-vacancy center),钻石中太多的氮会破坏其量子存储能力。

这意味着需要做出权衡–科学家们必须制造出含有过多氮气的大型钻石晶片,或者制造出太小而无法用于数据存储的超纯钻石晶片。但是现在,日本佐贺大学和 Adamant Namiki 精密珠宝公司的研究人员已经开发出一种新的方法,用于制造足够大的超高纯度钻石晶圆,以供实际使用。

该团队表示,通过这种技术,所生产的钻石晶圆直径为 5 厘米,具有巨大的数据密度,理论上可以存储相当于 10 亿张蓝光光盘。一张蓝光光盘可以存储 25GB(假设它是单层的),这将意味着这种钻石晶圆应该能够存储高达 25 艾字节(EB)的数据。该公司将这些晶圆称为 Kenzan 钻石。

关键是这些钻石的氮气浓度低于十亿分之三(ppb),使其纯度高得惊人。研究人员说,这些是具有这种纯度的最大晶圆–其他大多数晶圆最多只能达到4平方毫米(0.006英寸)。该团队希望在2023年将这些钻石晶圆商业化,同时已经在努力将直径翻倍至10厘米(4英寸)。

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