Da almeno due decenni l’elettronica non può fare a meno dei wafer di semiconduttori (spesso in carburo di silicio monocristallino). Si tratta di supporti per componenti elettroniche che appaiono come sottili (spessi meno di un millimetro) dischi molto duri e molto resistenti al calore. Ora dei ricercatori hanno prodotto un wafer ancora più resistente. Un wafer di diamante da cinque centimetri in grado di memorizzare un numero immenso di dati.
Siamo quindi di fronte a una nuova tecnica per produrre wafer di diamante da cinque centimetri sfruttabili per archiviare dati sotto forma di qubit. Ogni nuovo wafer potrebbe insomma archiviare i dati senza limite, fondamentali per il calcolo quantistico.
Calcolo quantistico e wafer di diamante
I wafer classici per l’elettronica sono di silicio, ma da tempo si sperimentano anche supporti di diamante. Questo perché il diamante è uno dei materiali più funzionali al calcolo quantistico e all’archiviazione di dati qubit (bit quantistici superconduttori). Ma gli sviluppatori si erano sempre scontrati con un difetto strutturale, che è anche la ragione per cui i diamanti si prestano a questo tipo di applicazione: il cosiddetto centro vacante di azoto.
In pratica, Il diamante esprime uno straordinario potenziale come supporto di memorizzazione per l’informatica quantistica. Questo grazie a un difetto strutturale (il già citato centro vacante di azoto) che può essere utilizzato per archiviare dati come qubit a temperatura ambiente. Tuttavia, il processo utilizzato per la produzione di diamanti in un laboratorio si basa sull’azoto… E troppo azoto nel prodotto finale può ostacolare la sua capacità di immagazzinare in modo sicuro i qubit. Quindi, per utilizzare i diamanti nelle applicazioni di calcolo quantistico, dobbiamo avere a che fare con pietre incredibilmente pure, con una concentrazione di azoto inferiore a tre parti per miliardo.
In quasi tutti i wafer di diamante prodotti fino a oggi, infatti, si nota questo difetto. Una quantità eccessiva di azoto interferisce con le capacità di memorizzazione quantistica. Ecco perché gli ingegneri giapponesi della Saga University e della Adamant Namiki Precision Jewellery Co. si sono messi al lavoro per trovare una soluzione. Hanno puntato su dischi un po’ più grandi del solito, in modo da poter tenere sotto controllo la purezza del materiale e disporre di dimensioni sufficienti a un uso funzionale. E così sono nati i Kenzan Diamond.
Informatica quantistica e potenza di calcolo
Secondo gli sviluppatori del nuovo componente, in quei cinque centimetri di wafer potremmo archiviare tutta la memoria del mondo. Cioè: tutti i dati dei computer e dei dispositivi elettronici mai prodotti e condivisi. Una densità di dati immensa, quasi spaventosa…
Tale innovazione nel settore dell’archiviazione è fondamentale per lo sviluppo dell’informatica quantistica. Si tratta di dare un supporto a una potenza di calcolo possibile concettualmente (e applicabile anche allo storage), di cui non vediamo ancora gli effetti pratici.
A oggi, i wafer di diamante con un elevato livello di purezza raggiungono più o meno i quattro millimetri di dimensione. E ciò li rende troppo piccoli per applicazioni pratiche. La nuova ricerca giapponese supera questo problema con un supporto di archiviazione più grande e di sicuro potentissimo.
