L'histoire de la civilisation est vraiment une histoire de stockage de données. Nous avons mis au point une liste infinie de solutions pour transmettre la culture et le savoir, des peintures rupestres aux disques durs. Mais chaque solution est imparfaite: les livres peuvent brûler (bien que nous ayons appris à décoder des rouleaux carbonisés), les monuments s’évaporent et même les bandes magnétiques ou les disques finissent par tomber en panne. Bien que les DVD semblent une solution durable, ils ne le sont pas. Et ils ne peuvent contenir que quelques téraoctets d'informations, mais la technologie mondiale produit chaque année des exaoctets et des zettaoctets de données.
C'est la raison pour laquelle les chercheurs se tournent vers la deuxième (voire la troisième) substance naturelle la plus difficile sur Terre pour contenir toutes nos informations: les diamants. Les données encodées en diamants ne dureraient pas seulement une quantité indéfinie, mais un minuscule diamant de la moitié d'un grain de riz pourrait contenir 100 DVD, ont écrit les chercheurs Siddharth Dhomkar et Jacob Henshaw du City College de New York dans The Conversation . À l'avenir, cela pourrait atteindre l'équivalent d'un million de DVD.
Et le concept n'est pas qu'une idée. Dhomkar et Henshaw ont récemment encodé les données de deux images, les portraits des physiciens Albert Einstein et Erwin Schrödinger dans un diamant. Le processus d’écriture des données est très complexe, mais il repose sur un système binaire très simple, qui n’utilise que deux chiffres, un et zéro, pour représenter des informations.
Le système utilise de minuscules défauts dans la structure cristalline du diamant, que l’on trouve même dans les plus impeccables de ces pierres précieuses. Ces imperfections créent parfois des vides dans la structure où un atome de carbone est supposé s'asseoir. Des atomes d'azote se glissent aussi parfois dans la structure. Lorsqu'un atome d'azote est placé à côté de cet atome de carbone manquant, il se produit ce que l'on appelle une vacance d'azote (NV), qui piège souvent les électrons. Dhomkar utilise ces lacunes d'azote comme substitut des valeurs binaires et des zéros. Si la vacance a un électron en place, c'est un; si c'est vide, c'est un zéro. En utilisant une impulsion laser verte, les chercheurs peuvent piéger un électron dans le NV. Une impulsion laser rouge peut faire sortir un électron d'un NV, ce qui permet aux chercheurs d'écrire du code binaire dans la structure de diamant. Ils ont récemment décrit le processus dans la revue Science Advances.
Portraits d'Albert Einstein et Erwin Schrödinger encodés dans un diamant (Siddharth Dhomkar et Carlos A. Meriles) «Il est impossible de changer cela. Il restera là pour toujours », a déclaré Dhomkar à Joanna Klein au New York Times . En d’autres termes, tant qu’il n’est pas exposé à la lumière, les données seront brouillées.
Dans leurs expériences, Dhomkar et Henshaw ont utilisé un diamant fabriqué industriellement d’une valeur de 150 $ afin de pouvoir contrôler la quantité d’azote vacant dans la pierre précieuse. Alors que la méthode actuelle de codage des données est similaire à la façon dont les DVD stockent les informations en deux dimensions, selon un communiqué de presse, le diamant présente également un potentiel de stockage en 3D, ce qui lui confère une capacité de stockage encore plus grande. Et rendre compte de l'état de spin des électrons pourrait aider à intégrer encore plus d'informations dans les diamants.
«Ce travail de démonstration des principes montre que notre technique est compétitive à certains égards par rapport à la technologie de stockage de données existante, et dépasse même la technologie moderne en termes de réinscriptibilité», déclare Henshaw. «Vous pouvez charger et décharger ces défauts un nombre de fois pratiquement illimité sans altérer la qualité du matériau.»
Bien sûr, il reste encore beaucoup à faire avant que les clients ou les services informatiques ne commencent à installer des disques diamantés, mais la technologie ou quelque chose d'aussi puissant, comme le stockage d'ADN, est nécessaire pour faire face au tsunami de plus en plus mondial.
