Tim PME UChicago menerapkan metode yang inovatif dengan memasukkan ion “rare earth” atau “tanah jarang”, khususnya Praseodymium, ke dalam kristal yttrium oxide (yttrium oksida). Perangkat penyimpanan ini diaktifkan menggunakan laser ultraviolet (UV) sederhana. Laser ini berfungsi untuk menstimulasi lanthanides (lantanida) agar melepaskan elektron. Elektron-elektron yang dilepaskan ini kemudian terperangkap oleh cacat atau celah dalam struktur kristal.
Dengan menetapkan celah yang bermuatan sebagai representasi “satu” dan celah yang tidak bermuatan sebagai “nol”, para peneliti berhasil mengubah kristal tersebut menjadi perangkat penyimpanan memori yang sangat efisien. Eksperimen mereka menunjukkan keberadaan setidaknya satu miliar unit memori dalam kubus berukuran satu milimeter. Ini menggambarkan potensi kepadatan penyimpanan yang luar biasa dari teknologi ini.
Melalui pengendalian kondisi muatan pada celah-celah kristal ini, para peneliti menciptakan sistem biner. Dalam sistem ini, cacat yang bermuatan mewakili nilai “satu”, sementara cacat yang tidak bermuatan mewakili nilai “nol”. Sistem biner inilah yang menjadi dasar dari penyimpanan data digital modern.
Metodologi Kuantum dengan Prinsip Komputasi Klasik
Leonardo França, salah satu peneliti utama, menjelaskan bahwa tim mereka telah berhasil mengintegrasikan fisika benda padat yang diterapkan dalam dosimetri radiasi dengan keahlian kelompok riset yang mendalami bidang kuantum. Perpaduan ini menjadi kunci inovasi dalam penelitian mereka.
Studi ini, yang telah dipublikasikan dalam jurnal Nanophotonics (Nanofotonika), secara mendalam mengeksplorasi bagaimana cacat kristal skala atom dapat berfungsi sebagai sel memori individual. Penelitian ini secara unik menggabungkan metodologi kuantum dengan prinsip-prinsip dasar komputasi klasik, menciptakan pendekatan yang benar-benar baru dalam teknologi memori.
Lebih lanjut, França menyatakan bahwa penelitian mereka berakar pada antarmuka antara penyimpanan data kuantum dan optik. Penjelasan ini menggarisbawahi sifat interdisipliner dari penelitian ini, yang menggabungkan berbagai disiplin ilmu untuk mencapai terobosan teknologi.
Para peneliti optimis bahwa penemuan inovatif ini berpotensi untuk mendefinisikan ulang batasan-batasan penyimpanan data yang ada saat ini. Terobosan ini membuka jalan bagi solusi penyimpanan berkapasitas tinggi yang sangat ringkas dalam komputasi klasik. Implikasinya, kita mungkin akan segera melihat kemajuan signifikan dalam teknologi penyimpanan data yang jauh lebih efisien dan kecil.