Просування технології зберігання інформації спостерігається величезна зміна від часів перфораційних карток до витонченого сучасного смартфона. Прогрес у технології залежав від визначення станів, які представляють інформацію, будь то нуль або одна, висока або низька, яма чи земля.
У наші дні максимальний розмір цих одиниць зберігання був визначений обмежувальним розміром цих середовищ. Дослідники з молекулярної інженерії Чиказького університету в Чиказькому університеті випустили інноваційний відносний для придбання даних атомного рівня, використовуючи дефекти в кристалах, що лежать в рідкісних землях, як суб’єкти пам’яті.
Тянь Чжун, доцент університету, сказав: «Кожна клітина пам’яті складається з одного пропущеного атома-одиночного дефекту. Цього достатньо, щоб стиснути терабайти інформації в крихітний куб матеріалу, що вимірює лише міліметр ».
Цей дивовижний висновок був опублікований в нанофотоніці та використовує оптичні властивості матеріалів, пов’язаних з лантанідом, для зберігання пам’яті високої щільності. Він вказує на міст від традиційних обчислювальних методів до квантових методологій, тим самим відкриваючи шлях до більш ефективних та масштабованих рішень для утримання даних.
Рідкісні елементи, лантаніди, володіють своєрідними оптичними властивостями, що роблять їх ідеальними для лазерів, технологій дисплеїв та квантових обчислень. Найпоширенішим середовищем для цих елементів є оксид Yttrium (y₂o₃), стабільний оксид металу, що характеризується добре впорядкованою решіткою. У межах решітки деякі рідкісні іони замінюють деякі атоми господаря, що призводять до утворення кольорового центру.
Однак оксиди металів містять дефекти решітки, відсутні атоми кисню або інтерстиціальні оксигени. Такі дефекти захоплюють деякі носії заряду, що утримують їх у стабільних станах заряду, що впливають на оптичні та електронні властивості.
Щодо квантової інформації, ці дефекти створюють виклики. Вони вносять шум заряду, який створює збої в квантову узгодженість іонів рідкісних земель, що використовуються як квантові спогади або випромінювачі.
Наприклад, оптична спектральна дифузія може призвести до розширення ширини ліній рідкоземельних іонів через взаємодію з коливанням середовищ.