Una nueva tecnología para la producción de obleas de diamante ha logrado fabricar un disco con la suficiente memoria para guardar lo equivalente a mil millones de discos duros Blu-Ray, es decir aproximadamente 25 exabytes, con posibles aplicaciones de computación cuántica para aumentar considerablemente la capacidad de almacenamiento.
Este nuevo proceso desarrollado por Adamant Namiki Precision Jewel en colaboración con la Universidad de Saga de Japón, ha permitido desarrollar un método para la fabricación en masa de obleas de diamante de dos pulgadas de ultra alta pureza, que no contienen más de 3 ppb (partes por billón de átomos de nitrógeno), como se requiere para las aplicaciones cuánticas.
El diamante cuenta con un gran potencial para funcionar como método de almacenamiento de la computación cuántica, pues tiene un defecto estructural llamado "centro de vacantes de nitrógeno", un espacio que se puede usar para almacenar bits cuánticos (o qubits) a temperatura ambiente.
Sin embargo el proceso para fabricarlos requiere de nitrógeno y si hay una cantidad mayor de este en el producto final, disminuye la capacidad del diamante para almacenar la información de forma confiable, por lo que estos deben ser lo suficientemente puros, con menos de de tres partes por mil millones.
Esta nueva oblea cuenta con un tamaño de 55 mm de diámetro, uno mucho más grande que el cristal de 4 mm x 4 mm que había hasta ahora (que se puede ver en la imagen principal a la izquierda, mientras que el nuevo diamante se observa a la derecha), el único tamaño que llegaba a este nivel de pureza, pero que era demasiado pequeño para usarse en entornos prácticos.
El camino al almacenamiento cuántico
La oblea original de 2 pulgadas de diámetro fue producida el 9 de septiembre de 2021, para la que se utilizó un método para crear sustrato de zafiro, donde crecen las obleas de diamante de forma escalonada para que los cristales se extiendan de forma lateral. Esto no solo permite reducir las tensiones en el material, también el tiempo y el costo en su producción evitando que estos se degraden con facilidad.
Para lograrlo se utiliza gas de nitrógeno, que permite acelerar la tasa de crecimiento adecuada para la producción en masa, pero en esta primer versión del diamante se dejaron varias ppm de impurezas.
Desde entonces, el equipo de Adamant Namikise dedicó a mejorar el método de producción para lograr las nuevas especificaciones, que eliminan la contaminación por nitrógeno y les permite contar con suficiente memoria cuántica para grabar lo equivalente a todos los datos móviles distribuidos en el mundo en un día.
La compañía ha señalado que planean desarrollar tecnología periférica, así como tecnología de pulido de cara a un lanzamiento comercial durante 2023, con la intención de acelerar en gran medida la investigación de dispositivos cuánticos que usen obleas de diamante de gran diámetro.
Imágenes: Adamant Namikise
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