1800-cü illərdə perfokartla işləyən dəzgahlardan tutmuş müasir cib telefonlarına qədər, əgər obyektin “on” və “off” vəziyyətləri varsa, ondan məlumat saxlamaq üçün istifadə edilə bilər.

Kompüter laptopunda ikili olanlar və sıfırlar aşağı və ya yüksək gərginlikdə işləyən tranzistorlardır. Yığcam diskdə bu, kiçik girintili “çuxurun” düz “torpaq”a və ya əksinə çevrildiyi yerdir, sıfır isə heç bir dəyişiklik olmadıqda.

Tarixən, “birləri” və “sıfırları” edən obyektin ölçüsü saxlama cihazının ölçüsünə məhdudiyyət qoydu. Lakin indi Çikaqo Pritzker Universitetinin Molekulyar Mühəndislik Məktəbinin (UChicago PME) tədqiqatçıları klassik kompüter yaddaşı tətbiqləri üçün hər biri fərdi atomun ölçüsündə olan kristal qüsurlardan bir və sıfır yaratmaq üçün bir texnikanı araşdırdılar.

Onların araşdırmaları bu gün Nanofotonikada dərc olunub .

UChicago PME Asst, “Hər bir yaddaş hüceyrəsi tək bir itkin atomdur – tək bir qüsur” dedi. Prof.Tian Zhong. “İndi siz ölçüsü cəmi bir millimetr olan kiçik bir kub materialın içinə terabaytlarla bit yığa bilərsiniz.”

Bu yenilik UChicago PME-nin fənlərarası tədqiqatının əsl nümunəsidir , klassik, kvant olmayan kompüterlərdə inqilab etmək üçün kvant üsullarından istifadə edir və radiasiya dozimetrləri üzrə tədqiqatları çevirərək – ən çox xəstəxana işçilərinin rentgen aparatlarından nə qədər radiasiya udduğunu saxlayan cihazlar kimi tanınır – əsaslı yaddaş saxlama mikroelektronuna.

“Biz radiasiya dozimetriyasına tətbiq olunan bərk cisim fizikasını kvantda güclü işləyən tədqiqat qrupu ilə inteqrasiya etməyin bir yolunu tapdıq, baxmayaraq ki, işimiz tam olaraq kvant deyil” dedi Zhong laboratoriyasında doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı birinci müəllif Leonardo França. ” Kvant sistemləri üzərində tədqiqatlar aparan insanlara tələbat var , lakin eyni zamanda, klassik qeyri-uçucu yaddaşların saxlama qabiliyyətinin yaxşılaşdırılmasına tələbat var. Və işimizin əsaslandığı kvant və optik məlumatların saxlanması arasındakı bu interfeysdir.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1739784525&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-quantum-advancement-crystal-gaps-terabyte.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTk3Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciXV0sMF0.&dt=1739784525149&bpp=1&bdt=97&idt=132&shv=r20250211&mjsv=m202502120101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739784405%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739784405%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739784405%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4772354396316&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2150&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=42531705%2C95352069%2C31090416%2C31090357%2C95347432%2C95350015&oid=2&pvsid=3185751142578324&tmod=684137592&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=136

Radiasiya dozimetrindən tutmuş optik yaddaşa qədər

Tədqiqat Françanın Ph.D. zamanı başladı. Braziliyanın São Paulo Universitetində araşdırma. O, radiasiya dozimetrlərini, xəstəxanalarda, sinxrotronlarda və digər radiasiya müəssisələrində çalışan işçilərin nə qədər radiasiya aldığını passiv şəkildə izləyən cihazları öyrənirdi.

“Xəstəxanalarda və hissəcik sürətləndiricilərində , məsələn, insanların nə qədər radiasiya dozasına məruz qaldığını izləmək lazımdır” dedi França. “Bəzi materiallar var ki, radiasiyanı udmaq və bu məlumatı müəyyən müddət ərzində saxlamaq qabiliyyəti var.”

Tezliklə o, optik texnikalar vasitəsilə – işıq saçaraq – bu məlumatları manipulyasiya edə və “oxuya” bildiyinə heyran oldu.

“Kristal kifayət qədər enerji udduqda, elektronları və dəlikləri buraxır. Və bu yüklər qüsurlar tərəfindən tutulur” dedi França. “Biz o məlumatı oxuya bilərik. Siz elektronları buraxa bilərsiniz, biz də optik vasitələrlə məlumatları oxuya bilərik.”

França tezliklə yaddaş saxlama potensialını gördü. O, bu qeyri-kvant işi Zhong-un kvant laboratoriyasına klassik xatirələr yaratmaq üçün kvant üsullarından istifadə edərək fənlərarası yenilik yaratmaq üçün gətirdi.

Zhong deyib: “Biz yeni tip mikroelektronik cihaz, kvantdan ilham alan texnologiya yaradırıq”.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Nadir torpaq

Yeni yaddaş saxlama texnikasını yaratmaq üçün komanda kristala lantanidlər kimi tanınan elementlər qrupu olan “nadir torpaq” ionlarını əlavə etdi.

Xüsusilə, onlar Praseodimium adlı nadir torpaq elementindən və İtrium oksid kristalından istifadə ediblər, lakin onların bildirdiyi proses nadir torpaqların güclü, çevik optik xüsusiyyətlərindən istifadə edərək müxtəlif materiallarda istifadə edilə bilər.

“Məlumdur ki, nadir torpaqlar UV-dən yaxın infraqırmızı rejimlərə qədər optik nəzarət üçün xüsusi lazer həyəcanlandırma dalğa uzunluqlarını seçməyə imkan verən xüsusi elektron keçidlər təqdim edir” dedi França.

Adətən rentgen şüaları və ya qamma şüaları ilə aktivləşdirilən dozimetrlərdən fərqli olaraq, burada saxlama cihazı sadə ultrabənövşəyi lazerlə aktivləşdirilir. Lazer lantanidləri stimullaşdırır, bu da öz növbəsində elektronları buraxır. Elektronlar oksid kristalının bəzi qüsurları, məsələn, tək bir oksigen atomunun olması lazım olan strukturdakı fərdi boşluqlar tərəfindən tutulur, lakin deyil.

“Təbiətdə və ya süni kristallarda qüsurları olmayan kristalları tapmaq mümkün deyil” dedi França. “Beləliklə, biz bu qüsurlardan istifadə edirik.”

Bu kristal qüsurlar tez-tez kvant tədqiqatlarında istifadə edilsə də, uzanmış almazdan şpinele qədər qiymətli daşlarda “qubitlər” yaratmaq üçün qarışsa da , UChicago PME komandası başqa bir istifadə tapdı. Qüsurlar ittiham olunduqda və olmayanda istiqamət verə bildilər. Doldurulmuş boşluğu “bir” və yüklənməmiş boşluğu “sıfır” olaraq təyin edərək, kristalı klassik hesablamalarda görünməmiş miqyasda güclü yaddaş saxlama cihazına çevirə bildilər.

“Bu millimetrlik kubun içərisində atomlara əsaslanan klassik xatirələr, ənənəvi xatirələr – ən azı bir milyarda yaxın bu xatirələrin olduğunu nümayiş etdirdik” dedi Zhong.

Ətraflı məlumat: Leonardo VS França et al, Nadir torpaq qatqılı oksidlərdə yük tutma qüsurlarının tam optik nəzarəti, Nanofotonika (2025). DOI: 10.1515/nanof-2024-0635

Çikaqo Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir