En el mundo de los macrodatos, existen limitaciones sobre cómo almacenar grandes volúmenes de información. Las unidades de disco duro típicas de una computadora doméstica consumen mucha energía y están limitadas a unos pocos terabytes por unidad. Los medios de almacenamiento óptico como DVD y Blu-ray son económicos y de bajo consumo energético, pero las densidades de almacenamiento son muy bajas debido a la naturaleza plana de los discos y al límite de difracción óptica siempre abrumador. Sin embargo, Los investigadores han hecho avances en el desarrollo de un chip de diamante en 3D que podría almacenar muchos más datos que las tecnologías actuales.

En un nuevo estudio que aparece en la revista Avances de la ciencia , Los físicos del grupo del profesor Carlos Meriles del City College de la City University of New York (CUNY) buscan eludir los límites de almacenamiento de datos explotando el estado de carga y las propiedades de giro del centro Nitrogen-Vacancy (NV) en diamante. Los investigadores han ideado un bit de memoria que ya no es un bulto limitado por difracción en la superficie de un DVD, sino un defecto de tamaño atómico que puede atrapar y liberar electrones a voluntad con excitación láser. Como prueba de principio, el Grupo Meriles utilizó microscopía óptica para leer, escribir y restablecer información en un cristal de diamante con una densidad de bits bidimensional comparable a la tecnología de DVD actual. Aquí, el cristal es equivalente a un dispositivo de almacenamiento de memoria regrabable con una degradación de datos prácticamente nula a lo largo del tiempo, si se mantiene en la oscuridad. Los investigadores también proporcionaron una ruta para extender la capacidad de almacenamiento a tres dimensiones sin afectar los datos ya escritos. Además, demostraron que es posible controlar el grado de libertad de giro, exclusivo de este sistema, utilizando haces multicolores de forma precisa y fuentes de radiofrecuencia para lograr tamaños de bits mucho más pequeños que el límite de difracción óptica. Las densidades de almacenamiento resultantes para un chip de diamante de este tipo serían cientos de miles de veces más grandes que las de la tecnología Blu-ray existente.

"Este trabajo revela una oportunidad única de utilizar defectos de tamaño atómico para el almacenamiento de datos de alta densidad, transformar la belleza de la física en una tecnología de gran utilidad, "dijo el co-primer autor, el Dr. Siddharth Dhomkar, Asociado Postdoctoral en el Grupo Meriles. Hablando de la practicidad futura en el mundo real de su innovación, Sr. Jacob Henshaw, co-primer autor y estudiante de doctorado en el Grupo Meriles, dijo, "Este trabajo de prueba de principio muestra que nuestra técnica es competitiva con la tecnología de almacenamiento de datos existente en algunos aspectos, e incluso supera a la tecnología moderna en términos de reescritura. Puede cargar y descargar estos defectos un número prácticamente ilimitado de veces sin alterar la calidad del material ".

" n principio, su técnica podría lograr mayores densidades de información mediante la codificación de información binaria (clásica) (a diferencia de la información cuántica) en el espín, en lugar de la carga, de los centros NV, "dijo el Dr. Marcus Doherty, Becario postdoctoral en el Laser Physics Center, Escuela de Investigación de Física e Ingeniería, Universidad Nacional de Australia, que no participó en el estudio CUNY. "Este es un ejemplo emocionante en el que la búsqueda de tecnologías cuánticas del próximo paradigma ha producido un avance novedoso en las tecnologías clásicas de hoy".