私たちの将来にとって、もう一つの貯蔵の可能性は、一部の人が親友と呼ぶもの、ダイヤモンドによって解き放たれるかもしれない。
ニューヨーク市立大学（CUNY）の科学者たちは、ダイヤモンドの原子構造における小さな窒素欠陥を「色中心」として利用することで、データの書き込みと保存（そして後に読み出し）に成功した。Nature Nanotechnology誌に発表されたこの技術では、複数の光周波数（つまり色）でエンコードすることで、同じ窒素欠陥に複数バイトのデータを書き込むことが可能になり、しかも情報内容を混乱させることなく実現できる。
情報ビットを刻印／反転させる一般的なレーザー技術は、通常、回折限界、つまりレーザービームを集光できる最小領域にぶつかります。これが、ブルーレイ技術が実際に青色レーザー技術を採用している理由の一つです。青色光は赤色光よりも波長が短いため、同じ空間により多くの情報ビットを書き込むことができます。青色のレーザーはより細いため、赤色のレーザー2本分のスペースに4本のレーザーを印刷することができ、面積あたりの記録密度が自動的に向上します。
しかし、科学者たちが披露したのはそれだけではありません。彼らは、同じ窒素欠陥に複数の色（それぞれの色の適切な回折限界内）を印刷する方法を実証しました。つまり、原子から構築できるビットの数は、個別にプログラムできる色の数と同じだけになるということです。
「わずかに異なる色のレーザーを用いて、同じ微細な点にある異なる原子に異なる情報を保存することで、ダイヤモンドの同じ場所に多くの異なる画像を保存できることを意味します」と、CCNYのポスドク研究員であり、本研究の共著者であるトム・デロード氏は述べています。「この手法が他の材料や室温でも適用できれば、大容量ストレージを必要とするコンピューティングアプリケーションへの応用が期待されます。」
これをイメージする最も良い方法は、水で満たされたグラスを思い浮かべることでしょう。グラスにレーザーの各色の光が当たると、赤、青、緑の小さなインクが、利用可能な空間（カップ内の窒素欠陥と水）に向かって滴下されます。色が異なるということは、密度が異なることを意味し、緑の液滴の内容（ビットを 0 に設定したものとしましょう）は、赤の液滴の内容（ビットを 1 に設定したもの）と分離できます。他の色が増えるごとに、このシステム内にエンコードされた情報量が増えます — ただし、内容を読み取ったり抽出したりするときに、異なる周波数/密度を分離できる限りです。印象的なのは、これらすべての情報レイヤーが、互いに干渉することなく、同じ物理空間を占有してストレージ密度を高めることができることです。
「私たちが行ったのは、狭帯域レーザーと極低温環境を用いて、これらの色中心の電荷を非常に精密に制御することでした」とデロード氏は付け加えた。「この新しいアプローチにより、従来よりもはるかに微細なレベル、つまり原子1個に至るまで、微小なデータの書き込みと読み出しが可能になりました。」
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研究者たちは、この技術を用いて、同一の窒素欠陥に12種類の異なる画像（12種類の異なる周波数）を刻印し、1平方インチあたり25GBのデータ密度を実現できることを実証しました。これは、直径12センチメートル（4.5インチ）のブルーレイディスク1枚に記録できる25GBの情報量とほぼ同じです。
また、この技術は非破壊的です。情報は刻印されるのではなく、正確に電荷を帯びた原子、つまり原子内の正確に定義された窒素欠陥にエンコードされます。これはダイヤモンド内の小さな泡を光らせるようなものです。そして、その光の泡から情報を抽出し、読み取り、抽出し、再エンコードすることを何度も繰り返すことができます。ダイヤモンドは永遠であるように思われます（ただし、重要なすべての点で永遠ではないかもしれません）。
「ビームの波長をわずかにずらすことで、ビームを物理的に同じ位置に維持しながら、異なる色中心と相互作用してその電荷を選択的に変化させることができる。つまり、回折解像度以下の解像度でデータを書き込むことができるのだ」と、この研究に参加したCCNYのポスドク研究員で博士号を持つモンジ氏は述べた。
理論的には、本研究で示唆されているようなダイヤモンド保存技術の利用は、ダイヤモンドが真に人の親友となる道へと私たちを導く可能性があります。つまり、小さな光の束に秘密のメッセージ（あるいは秘密の富）が暗号化され、世代を超えて受け継がれる個人的な宝物となるのです。結婚の際に贈ったり交換したりできる、個人が持ち運べる情報の保存媒体となるのです。
この技術の実現はまだずっと先のことですが、チームはこれらのカラーセンターの運用に（今のところ）必要な極低温冷却を不要にできると確信しています。彼らは、この技術が将来的には室温で実現可能になり、より低いエネルギーコストでストレージ容量の増大につながると確信しています。
Francisco Pires 氏は、Tom's Hardware のフリーランス ニュース ライターであり、量子コンピューティングに関心を持っています。
