Forschende aus den Vereinigten Staaten untersuchen momentan die Möglichkeit eines zweidimensionalen Quanten-Speichers. Magnetisches Quantenmaterial könnte dabei die IT der Zukunft prägen.
Die Datenmengen, die jeden Tag den Speicher von Rechenzentren weltweit füllen, sind gigantisch. Eine Analyse aus dem Jahr 2017 zeigt, dass Instagram-Accounts jede Minute etwa 47.000 Beiträge posteten. In der gleichen Zeit entstanden etwa 456.000 Tweets. Diese Zahlen stiegen in den vergangenen fünf Jahren durch die Digitalisierung rapide an.
Doch was können wir tun, damit die Welt eines Tages nicht nur aus Rechenzentren besteht? Diese Frage stellen sich Forschende und Unternehmen gleichermaßen und entwickeln immer innovativere Ansätze.
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So forscht das Fraunhofer-Institut etwa an einem Speicher auf Basis von DNA. Wissenschaftler:innen vom Oak Ridge National Laboratory (ORNL) haben nun jedoch eine neue vielversprechende Idee.
Quantenmaterial: Daten im zweidimensionalen Raum
Bisher fokussierte sich die Physik der Quanten vorrangig auf dreidimensionale Räume. Das liegt daran, dass sich die Trennung von Materialien auf atomarer Ebene häufig als kompliziert erweist. Durch den Einsatz einer Chlorverbindung trennten Forscher nun aber die Struktur einer Verbindung auf und entwickelten extrem dünne zweidimensionale Schichten.
Diese basieren auf einem Eisentrichlorid-Magneten. Darin sitzt wiederum eine sogenannten Spiralschleuderflüssigkeit. Je nachdem, ob Atome abgestoßen oder angezogen werden, kommt es zu kleinen „Umdrehungen“ in der Flüssigkeit.
Durch die gezielten Einsatz von Vibrationen (durch Fraktone) oder magnetischen Kräften (Skyrmionen) hoffen die Forscher:innen Informationen abspeichern zu können.
Einsatz in Quanten-Computern denkbar
Das Thema ist sowohl komplex als auch vielversprechend. Der Einsatz von Quanten-Technologie ermöglicht die Entwicklung von innovativen Speicherlösungen oder aber die verbesserte Absicherung unsere Kommunikation. Wann die hier vorgestellten Errungenschaften in einen echten Quanten-Computer Einzug finden, ist bislang allerdings unklar.
Erst kürzlich gelang es Forschenden an der Ludwigs Maximilians Universität in München, zwei Quanten miteinander zu verschränken, die kilometerweit auseinander lagen. Das zeigt, dass die Technologie in signifikantem Tempo voranschreitet und wir vielleicht schon bald unsere Daten über Quanten-Computer und Quantennetzwerke übertragen.
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