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钻石可存储大量数据：容量密度秒杀所有硬盘

　　发布时间：2022-07-15 14:31:42　

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钻石闪闪惹人爱，但今后的钻石可能会向更加实用的方向发展。一项最新研究指出，我们或许可以利用钻石晶体中按三维分布的空穴来存储大量数据。

几十年以来，人们一直用和天然钻石硬度相差无几的人造钻石制造工业钻头、锯条、以及医疗植入物的外膜等。但科学家近日发现，如果在钻石上人为地制造出一些缝隙，或许能让它们在量子计算机中也发挥用武之地。研究表明，量子计算机在一瞬间完成的计算量可以超过整个宇宙中原子数量的总和。

科学家称，钻石上的缝可以用来存储信息，就像CD和DVD光盘上的微型“小坑”一样。

“我们率先发现可以把钻石作为超密存储的平台。”该研究的主要作者、纽约城市学院物理学家希德哈斯·多姆卡尔（Siddharth Dhomkar）说道。

有一部分钻石的晶体结构中缺失了一些碳原子，从而构成了一些空穴。由于空穴周围聚集了一些氮原子，因此这种缺陷被称作氮空穴色心（nitrogen vacancy centers）。研究人员用这样的钻石进行了一系列实验。

这些空穴中通常储存着电子，因此使钻石带上了负电荷。不过，研究人员可以通过向钻石发送激光，将其转化为中性。在吸收了激光之后，空穴的特性便会发生改变：它们在光线照射下不会再闪烁，而是会始终保持黯淡的色泽。这一变化是可逆的，持续时间很长，并且弱光照射不会对其造成干扰。

这一研究发现说明，钻石可以以负电荷和中性电荷的形式存储数据，然后由激光完成读取、写入、抹除和重新写入等任务。

多姆卡尔指出，每字节数据在钻石上仅需占据几纳米的空间，比现有的任何数据存储设备都小得多，因此有助于我们研发超密计算机存储技术。

不过，研究人员目前还无法从如此微小的结构中读取或写入数据。

但他们确实证明了自己可以解码3D形式的数据（由2D图像堆叠而成）。

“如果引入第三维度，数据存储能力将大大提高。”多姆卡尔指出。利用研究人员所研发的3D数据存储技术，我们或许能创造出一种新型数据存储光盘，存储空间可达普通DVD光盘的100倍。

接下来，多姆卡尔和同事们将继续探索如何从钻石晶体的纳米级结构中读取和写入数据。他表示：“用钻石制成的芯片数据存储密度将远远超过传统的硬盘。”

用钻石做成的三维光学数据存储设备的原理

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