Người Nhật tạo ra thứ có thể lưu trữ lượng dữ liệu tương đương 1 tỷ đĩa blu-ray như thế nào?

[VNR Content]

Công ty Adamant Namiki Precision Jewel của Nhật Bản và các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Saga ở Kyushu, Nhật Bản đã phát triển một phương pháp mới để sản xuất loại wafer (đĩa bán dẫn) 5 cm được làm bằng kim cương.

Kim cương là một trong những vật liệu tiềm năng nhất cho các hệ thống máy tính lượng tử, nhưng quá nhiều nitrogen trong kim cương sẽ làm gián đoạn khả năng lưu trữ lượng tử của nó.
Loại kim cương siêu tinh khiết mới có chứa không quá ba phần tỷ nguyên tử nitrogen, cần thiết cho các ứng dụng lượng tử như máy tính lượng tử, bộ nhớ lượng tử và các thiết bị cảm biến lượng tử.

Những wafer kim cương, được gọi là Kenzan Diamond, có thể được sử dụng cho bộ nhớ lượng tử vì độ tinh khiết cực cao của kim cương cho phép nó lưu trữ tới 25 exabyte, tương đương với một tỷ đĩa Blu-ray, hoặc 25 triệu chiếc SSD 1TB, dữ liệu.
Cho đến nay, các tinh thể kim cương có thể sử dụng chỉ có kích thước khoảng 4 mm vuông. Công nghệ mới này được kỳ vọng sẽ dẫn đến "hiện thực hóa" máy tính lượng tử trong tương lai.
Các wafer kim cương được sản xuất bằng cách phát triển các tinh thể trên vật liệu nền, thường là một bề mặt phẳng. Trong công nghệ tăng trưởng tinh thể kim cương, khí nitơ phải được sử dụng để đạt được tốc độ tăng trưởng cao, vì vậy tạp chất nitrogen với nồng độ vài ppm được pha trộn vào tinh thể kim cương và không thể được sử dụng trong máy tính lượng tử.
Vấn đề chính của phương pháp này là viên kim cương có thể bị nứt dưới áp lực, làm giảm chất lượng của nó. Trong phương pháp mới, nhóm nghiên cứu sử dụng một bề mặt chất nền có hình dạng như các bậc thang, giúp phân bổ áp lực theo chiều ngang và ngăn ngừa nứt vỡ. Bề mặt mới được sử dụng này cho phép họ tạo ra các tấm kim cương lớn hơn với độ tinh khiết cao hơn.
Adamant Namiki có kế hoạch thương mại hóa Kenzen Diamonds vào năm 2023, đồng thời nghiên cứu để tăng gấp đôi kích thước của các tấm wafer.