Het is niet voor het eerst dat wetenschappers er in zijn geslaagd om gegevens op te slaan in een atoom, maar bij eerdere pogingen ging na minder dan een tiende van een seconde de data verloren. Nu is het gelukt om de gegevens langer dan één seconde te bewaren en dat is een cruciale doorbraak.

Drempel van 1 seconde

Eerder onderzoek naar 'quantum computing' toonde namelijk aan dat wanneer data langer dan één seconde kan worden opgeslagen, technieken voor foutcorrectie ervoor kunnen zorgen dat deze informatie uiteindelijk permanent opvraagbaar is.

De wetenschappers van Princeton, Oxford en de U.S. Department of Energy wisten niet alleen de grens van 1 seconde te doorbreken, maar haalden bijna het dubbele, meldt The National Science Foundation. Precies één en driekwart seconde kon de informatie worden vastgehouden.

Kwantummagneten

Het resultaat werd behaald met een fosforatoom die werd ingebed in een siliciumkristal. De elektronen en de kern van het atoom gedroegen zich als kleine kwantummagneten die kwantuminformatie konden opslaan. De instabiliteit van de elektronen zorgde er echter voor dat de opslag van gegevens niet succesvol was.

Om dit probleem te verhelpen verplaatsten de wetenschappers de informatie naar het binnenste van het atoom, in de kern, waar het veel langer bewaard bleef. De gegevens konden dan in de elektronenschil worden gemanipuleerd.

"Het elektron fungeert als een tussenpersoon tussen de atoomkern en de buitenwereld", legt wetenschapper John Morton van de Oxford Universiteit uit. "Daardoor kunnen we de kool én de geit sparen: hoge verwerkingssnelheid door het elektron en lange geheugentijd in de nucleus."

1 en 0 tegelijk

De vinding is van groot belang omdat het een grote stap is in de richting van quantum computing, hetgeen gebaseerd is op de theorie van kwantummechanica. Volgens deze theorie kunnen atomen en andere objecten tegelijkertijd bestaan in verschillende hoedanigheden.

Met betrekking tot quantum computing betekent dit dat een bit tegelijkertijd de waarde 1 en 0 kan hebben, waardoor er oneindig veel meer instructies in minder tijd kunnen worden uitgevoerd.