钻石信息储存能力为硅芯片数百万倍

科学家发现钻石信息储存能力为硅芯片数百万倍

http://www.sina.com.cn  2010年08月25日 09:23  新浪科技

最新研究发现钻石信息储存能力为硅芯片数百万倍

新浪科技讯 北京时间8月25日消息，据国外媒体报道，遍布小孔的钻石片或许对新一代超级电脑的计算能力具有举足轻重的影响。美国加州大学科学家利用现有技术，在大钻石片上刻了无数充氮小孔。这些充氮钻石可以存储信息的数量是目前硅芯片系统的数百万倍，同时信息处理速度也是后者的数十倍。

基于钻石的计算如何使用，目前尚不得而知，不过，从设计效率更高的硅芯片电脑到新药研发和密码术，用途可能非常广泛。从有钻石的那一天起，氮便存在于这种宝石中；这也是部分钻石具有黄色光泽的原因。多年来，科学家利用这些天然、充氮钻石去研究量子力学的各种特性。

实施这项研究的加州大学圣巴巴拉分校科学家戴维-艾维萨洛姆(David Awschalom)说：“我们利用众所周知的技术在钻石上故意留下原子大小的瑕疵，否则，没有这些瑕疵，钻石堪称完美。”研究结果刊登在最新一期的美国化学学会主办的《纳米快报》(Nano Letters)杂志上。

基于量子力学的超级电脑需要的精确性超出自然所赋予的能力，所以，科学家一直在寻找通过人工方式将精确排列的氮孔阵列植入钻石层的办法。加州大学圣巴巴拉分校的科学家与劳伦斯伯克利国家实验室的同行合作制作出这样的阵列，他们先利用离子束撞击两个碳原子，接着用一个氮原子取代它们。

在一秒钟里，科学家就能注入大约4000个炽热的氮原子。在大约一分钟内，科学家就完成了对数英寸钻石的排列。可喜的是，科学家并未使用任何过于复杂的技术就实现了这一目标。艾维萨洛姆说：“你能在网上买到这种东西，然后将它送到另一家公司制作，自己探究利用方法。”艾维萨洛姆的学生就依照这个办法证明这项技术是多么的简单实用。

基于钻石的量子电脑的关键在于氮孔中的多余电子。在传统电脑中，信息用“0”或“1”来存储，在基于钻石的量子电脑中，信息可以存储于多余电子的旋转中。这意味着，信息不仅可以作为“0”或“1”来存储，而且还能以电子旋转的方位存储。虽然难以得出一个准确的数据结论，但科学家表示，相比于现有的硅芯片电脑，新技术将大大增强电脑的计算能力。

惠普公司信息与量子系统实验室科学家雷-比乌索莱尔(Ray Beausoleil)表示，钻石不可能取代当前消费类电脑使用的硅。他说：“量子电脑不会令计算速度提升很快。”但是，这并不意味着用户不会受益于基于钻石的量子电脑。比乌索莱尔和IBM公司科学家戴维-迪文森佐(David DiVincenzo)均表示，这种电脑的性能有助于模仿极为复杂的问题。

迪文森佐也对刊载于《纳米快报》上的最新研究十分熟悉。他说：“这指向一个对各种事物长期探寻的富有成效的成果，你可以通过钻石来实现计算提速的愿望。”迪文森佐最后指出，虽然钻石并不能确保“量子计算时代”的到来，但鉴于这项研究，我们确实看到了希望。

南非发现507克拉超大白色钻石(图)

http://www.sina.com.cn  2009年10月01日 09:03  大洋网-广州日报

近日在南非发现的507克拉的钻石。

据新华社电 南非钻石矿业开采商佩特拉9月29日说，这家企业在南非卡利南钻石矿发现一枚507.55克拉的白色钻石。这枚钻石是迄今为止发现的最大毛坯钻石之一。

佩特拉在一份声明中说，9月24日发现这枚钻石，专家正对它进行分析鉴定。初步鉴定结果显示，这枚钻石拥有无与伦比的颜色和透明度。这枚钻石属于罕见的Ⅱ型钻石，杂质含量低，是世界上最透明和无杂色的钻石种类之一。

在发现这枚钻石的同时，还发现了三枚拥有类似颜色和透明度的钻石，重量分别达到168克拉、58.5克拉和53.3克拉。

佩特拉钻石公司主管约翰·迪蓬纳尔说：“卡利南钻石矿又一次给世界带来一枚非常美丽并且十分重要的钻石。”

卡利南钻石矿先前属于世界最大钻石企业德比尔斯公司。因1905年发现世界最大钻石、3106克拉的“卡利南”而闻名于世。

非洲发现196克拉白色大钻石(图)

http://www.sina.com.cn  2010年09月10日 07:41  新浪科技

钻石原石：这是在莱索托王国莱特森矿发现的一颗重达196克拉的钻石原石，它的直径是3厘米。

过去4年间，杰姆钻石公司已经发现世界20颗最大钻石中的3颗，其中包括重达603克拉的“莱索托诺言”(Lesotho Promise)，它以800万英镑(1238.56万美元)高价售出。

著名钻石是“光之山巨钻”，它是在1306年发现的，现在被镶嵌在英国女王 的皇冠上。

这颗大钻石原石是杰姆钻石公司在莱索托王国的莱特森矿发现的。莱索托政府拥有该矿30%的股份。

新浪科技讯 北京时间9月10日消息，据国外媒体报道，伦敦上市钻石公司——杰姆钻石公司最近在非洲南部国家莱索托王国的莱特森矿发现的一颗白色钻石原石，直径1.18英寸(约合3.00厘米)，重196克拉，经鉴定，它可加工成色泽度和净度最好的抛光钻石，以高价卖出。

杰姆钻石公司在一项声明里说：“经鉴定，这粒钻石原石可以加工成色泽度和净度最好的抛光钻石，因此这粒原石的每一克拉都有望以高价售出。”该公司自2006年获得莱特森矿以来，已经发现世界20颗最大钻石中的3颗，其中包括重达603克拉的“莱索托诺言”(Lesotho Promise)，它以800万英镑(1238.56万美元)高价售出。莱索托政府拥有该矿30%的股份。

一年前，南非钻石开采公司佩特拉钻石公司在约翰内斯堡附近发现一颗重达507克拉的钻石原石。迄今发现的第19大钻石“库里南遗产”(Cullinan Heritage)，以2290万英镑(3545.38万美元)的天价售给香港珠宝商。这一最新发现更比不上1905年发现的“库里南钻石”( Cullinan Diamond)。“库里南钻石”重达3106克拉，是迄今为止已知的最大钻石原石和南非出产的最大抛光钻石。

重达530克拉的“伟大的非洲之星”钻石，形状呈泪珠状。现在被镶嵌在英国女王的皇冠上的“光之山巨钻”，是在1306年发现的。这颗钻石被磨成圆形钻，重量减小到105克拉。它最初起源于印度，但在1849年的战争中被英国抢走。据信，它会给佩戴它的女性带来好运，给任何戴它或拥有它的男性带来厄运，甚至死亡。

42亿岁最古老钻石蕴藏地球最早生命信息(图)

http://www.sina.com.cn 2008年07月04日 09:25  新浪科技

在澳大利亚发现的古老钻石揭示地球最早期生命存在于42亿年前

新浪科技讯　北京时间7月4日消息，据英国每日邮报报道，日前，科学家表示，当地球在旋涡气体和灰尘盘中形成刚不久，生命体便出现于地球表面。他们通过对42亿年前的最古老钻石的研究，揭示了地球最早期生命所形成的年代更久远。

来自澳大利亚哥廷理工大学的研究人员认为，这些有42亿年历史的古老钻石中包括着地球最早期生命的烙印。如果该研究得到进一步证实将意味着科学家们需要重新构思地球的生物活跃性。

此前科学家们均认为地球上最早期的原始生命形态是单细胞有机体，它们存活于35亿年前，并不需要氧气。但是42亿年前钻石却包含着与现存有机体相关的轻碳，这意味着地球最早期生命体可能比之前科学家所认为的至少早7亿年。

据了解，这些钻石包裹在古老的锆石晶体中，1983年该锆石晶体发现于澳大利亚西部杰克希尔地区，被认为是地球上最古老的钻石。澳大利亚哥廷理工大学负责该项研究的亚历山大·尼姆钦博士说，“我们相信这项发现是迄今地球上最古老的陆地明亮碳元素资源，这可能揭示地球形成不久后所表现的最早期生物活跃性。”这种轻碳发现于22块钻石和18块锆石晶体中的石墨微粒之中，这项最新研究发表在近期出版的《自然》杂志上。

尼姆钦博士说，“这项发现将挑战我们对地球早期历史生物活跃性的基础性理解和认识。这表明在地球遭受重陨星轰击之前生命体就已出现。”

太空发现迄今已知最大钻石 直径4000公里(图)

http://www.sina.com.cn 2007年12月29日 07:21  北京晚报

据说这块珍贵的钻石重达100亿万亿万亿克拉。事实上这块太空钻石是一块巨大的结晶石墨，直径是4000公里。

据俄媒体报道，天文学家在太空中发现迄今为止人类已知的最大钻石。据说这块珍贵的钻石重达100亿万亿万亿克拉。事实上这块太空钻石是一块巨大的结晶石墨，直径是4000公里。该钻石位于距离地球50光年的人马座中。

科学家认为这块钻石是一颗曾经像太阳一样璀璨的死亡恒星的内核。天文学家根据披头士乐队的歌曲《天空中那是戴着钻石的露西》，将它命名为“露西”。哈佛-史密松森天体物理中心的天文学家梅特卡夫领导的科研组发现了这块巨大的宝石，他说：“给这块钻石评级，你必须用太阳大小的放大镜。”这块宇宙宝石大大超出迄今地球上发现的所有钻石。地球上最大的钻石重546克拉，在南非发现，它是用在地球上发现的3100克拉的宝石切割而成。

露西还被称作BPM37093，它实际上是一颗晶化的白矮星。白矮星是恒星燃尽所有核燃料死亡后剩下的炙热的内核。它主要由碳组成，外面覆盖着薄薄一层氢和氦气体。这颗白矮星不仅发光，而且光线非常和谐。它发出的光环就像一个超级铜锣，并有节奏地跳动。梅特卡夫说:“我们正是通过测量这种跳动，发现这颗白矮星内部的碳已经结晶，形成银河系中最大的钻石。”天文学家表示，我们的太阳在50亿年后也将死亡，变成一颗白矮星。再过20亿年，太阳也将转变成类似的钻石，继续在太阳系中心闪闪发光。

华人科学家让牛粪变钻石震惊学术界

http://www.sina.com.cn 2005年10月31日 16:18 中国新闻网

地球物理学博士毛河光（美国世界日报图）

实验室制作的一克拉白钻，品质接近天然钻。（美国世界日报图）

中新网10月30日电 地球物理学博士毛河光和赫姆利(Russell Hemley)博士，利用高压让“钻石快速长大”的专利方法实验，5月间在日本及美国公开发表了一颗10克拉的钻石，震惊学术界和珠宝界。

据美国《世界日报》报道，过去号称要百万年才能结晶的昂贵钻石，总是伴随着美丽浪漫的传说。不过毛河光却有点杀风景的说：“牛粪就可以做钻石。”颠覆了一般人对钻石

的价值观。 毛河光大胆预言：“ 21世纪是钻石年代！有一天，价廉物美的钻石会取代硅在半导体的角色，硅谷会变成钻石谷，将使人类科技进入另一世界。”

犹如古代点石成金的术士般带动风潮，当三年前他们公开发表CVD钻石的研究申请专利后，全世界有百家实验室一窝蜂投入这种CVD(Chemical Vapor Deposition化学气象沉淀)钻石研发，但因无法突破钻石生长的速度，后来纷纷退出，毛河光等人则是耗费百万美元不断实验，终于发现了钻石迅速长大的秘方。

今年5月他们先在日本举办的第十届国际新钻石科技会议发表了一颗10克拉、透明无色的CVD钻石，接着又以"Very Large Diamonds Produced Very Fast"《大钻石生产快》的标题，在美国的实用钻石会议上发表，媒体立刻大幅报导，因为过去研究以CVD方法长出来的钻石，普遍带棕、黄色，无法做高级珠宝，且做3克拉都很难，但他们却大突破做到10克拉无色的透明钻石，等于是CVD钻石的大跃进。

全球知名的宝石分级、鉴定机构GIA对此大感兴趣，其研究部门的工程师一再连络他们，希望了解这种钻石的特性及鉴定方法；连收藏最著名的温斯顿蓝钻“希望之钻”的华盛顿史密森协会，其矿物部门主管波斯特闻讯也好奇，特别跑到他们的实验室演讲。目前已有多个国际知名的钻石大厂正在和他们洽商投资量产，一旦量产，将全面冲击整个钻石市场。

但毛河光却说：“珠宝其实是钻石最没有价值的部分，它只是虚华的装饰品，钻石的价格都是人为炒作的，在我看来钻石价格不该那么贵，钻石大量生产后，可以更平价，有更多元的功能，钻石除了硬度最高，还是很好的导热及切割、研磨的工具，未来可以在医疗上及电子元件上有很大的用途。到时候硅就会成为恐龙(历史名词)了”。

天文学家发现4千光年外钻石星球http://www.sina.com.cn 2011年08月28日05:37 信息时报

天文学家26日在美国《科学》杂志上推测，构成这颗行星的主要元素碳必定呈晶体状，也就是说这颗行星的主体应是钻石。

这颗未知行星围绕名为J1719-1438的脉冲星运行。

信息时报综合报道 据英国媒体近日报道，天文学家发现一颗奇特的钻石行星，就在银河系的自家后院，环绕一颗迷你恒星转。这颗行星的密度远大于任何已知的行星，主要成分是碳。由于密度超高，科学家认为，这颗行星的碳极可能是结晶体，意味这个奇幻世界到处都是如假包换的钻石。

由高密度碳水晶组成

墨尔本旋滨科技大学的贝尔斯说：“这颗行星每2小时环绕一颗中子星转1圈，整个运行轨道小到可以塞进太阳里面。”这颗钻石星距离地球4000光年，大约是从地球到银河系中心距离的八分之一。

英国曼彻斯特大学的天文学家认为，这颗“钻石行星”直径小于4万英里(6.44万公里)，大约是地球直径的5倍。科研组成员迈克尔·基思博士说：“它可能主要由碳和氧组成。”密度测量结果意味着这些物质一定是水晶，而被许多人珍视的钻石，实质是碳元素的单质晶体。也就是说，那颗行星的大部分可能都与钻石类似。

因脉冲星辐射发现

贝尔斯与同僚25日在美国期刊《科学》发表研究报告指出，这颗钻石星的质量比木星稍大，密度却足足是木星的20倍。但这个钻石世界近看到底是什么样子仍是个谜。

这颗未知行星围绕名为J1719-1438的脉冲星运行。脉冲星源自恒星坍塌死亡并发生超新星爆发之后的残留物(俗称“恒星尸体”)，能有规律地发出强烈的电磁辐射。当这颗未知行星围绕J1719-1438运行时，脉冲星不断地对这颗行星进行着电磁波透视。碰巧的是，这颗脉冲星的辐射会有规律地扫过地球，设在澳大利亚、英国以及美国的天文望远镜都分别观测到过这种辐射。

短评

开发太空深度游吧，包架飞船上钻石星求婚

人类孜孜不倦地探索宇宙的奥妙，无非为了寻找与自己相似的生命体，或者找到地球之外的第二个家园。美国宇航局(NASA)的探月之旅和火星登陆计划，目前只带来一个振奋人心的消息：月球和火星上都发现了水物质，这意味着这两颗星球至少有存在生命体的可能，然而，找到与人类文明程度相近的智慧型外星人，似乎仍是个遥不可及的梦想。

近日，科学家为孤独的地球人带来又一个惊喜：在遥远的4000光年外，有一颗由钻石组成的星球，而且体积是地球的5倍！这个科学发现将带来什么样的后果？看看好莱坞大导演卡梅隆的电影《阿凡达》就知道了。人类只会有一个念头：找不到外星朋友、没有第二个家园，有一颗星球为地球人提供取之不尽、用之不竭的钻石也不错！

也许在不久的将来，NASA和全球顶尖的航天科技公司都会提出自己的“钻石星球开发计划”。NASA的目标自然是登陆钻石星球，插上美国国旗，再次自豪地宣称“我们的一小步，代表着人类的一大步”(当然，从这里开采的钻石将全部打上Made in USA的标签)；民间的科技公司则着手制订“太空深度游”方案，住太空旅馆、欣赏太空美景、体验零重力生活都已落伍，包架太空船上钻石星球求婚才最时髦！我能想到最浪漫的事，就是在外星球凿颗天然裸钻，献给亲爱的她，让传说中的“鸽子蛋”都成浮云吧。

假如人类开采钻石星球资源的一天真的来临，那么奉劝各位赶紧变卖家中的钻石戒指——当稀缺资源不再稀缺，钻石的价值就会在一夜之间变得连玻璃都不如。好消息是，钻石星球不是另一个“潘多拉”星球，那里没有身长3米、蓝皮肤的纳威人，不会出现人类为掠夺资源与外星人惨烈交战的情况。

而从地球的角度看，非洲血钻的悲剧也会彻底结束，非洲人因贫穷而自相残杀、利益驱动下的人性贪婪、西方世界对非洲的盘剥，以及垄断企业对市场的操控，都将成为历史的一部分。当然，这一切设想的前提条件是，人类具备登陆钻石星的科技手段，毕竟4000光年不是4000公里。

科学家称钻石成打造高速量子计算机关键

http://www.sina.com.cn 2012年06月17日 09:18 新浪科技微博

科学家正在研制高性能量子计算机，这种计算机在短短几分钟内完成的复杂运算相当于当前性能最高的超级计算机几年时间里进行的运算

新浪科技讯 北京时间6月17日消息，据国外媒体报道，两组研究人员发现量子信息(量子比特)可以使用钻石晶体或者纯硅存储。这两项研究发现意味着科学家在研制量子计算机的道路上向前迈出重要一步。量子计算机将永远改变这个世界。

目前，科学家正在研制高性能量子计算机。这种计算机在短短几分钟内完成的复杂运算相当于当前性能最高的超级计算机几年时间里进行的运算。量子计算机利用的是亚原子粒子的一种神秘特性，捕获之后可立即存在于两个不同位置。现在，小规模的量子计算机已经问世，存在于实验室的控制环境下。目前，科学家还没有找到让量子计算机存在于现实环境的方式。

现在，科学家正不断推动非真空状态下固态介质存储信息时间的极限。一支研究小组研制出一款立基于超纯净硅的装置，在温度低于2开氏度(零下275摄氏度)情况下存储数据的时间超过3分钟。另一支研究小组利用钻石晶体，室温环境下的数据存储时间达到1.4秒。研究发现刊登在发表于《科学》杂志的两篇论文中。

硅基系统由加拿大西蒙-弗雷泽大学物理学家麦克-瑟瓦特和牛津大学以及柏林的科学家共同研发。瑟瓦特表示：“这是固态存储系统的一个纪录。几年前，人们还认为无法做到这一点。它开启了使用固态半导体——例如硅——作为量子计算基础的新方式。你可以做人们此前认为的只能在真空环境下做的事情。”

标准计算机的存储单位为比特，1比特只能存在于一种状态，要么是0，要么是1。在最新进行的研究中，科学家利用原子的旋转存储和转移存储。两支研究小组均使用激光和微波脉冲将信息从电子自旋量子比特转移到核自旋存储器，而后利用脉冲重新找回数据。

荷兰科学家实现原子存储：SD卡大小介质能存500TB信息

2016年07月20日 14:55 雷锋网

日前，一个来自荷兰Delft大学的科研团队在英国科学杂志《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)上发表了他们最新的研究成果：利用单一原子存储信息的可重复使用存储设备。

《自然纳米技术》报道称，理论上该技术能够在一平方英寸(大约一个SD卡大小)中存储500TB的数据，这相当于在0.1平方毫米的面积里存下整个美国国会图书馆里的所有档案和书籍。不过，目前该团队展示的实际效果只能在0.1平方毫米里存入1KB。

其实物理学家们早在25年前就具备了原子控制能力。1990年，物理学家DonEigler就已经可以利用扫描隧道电子显微镜将35个氙原子排列成“IBM"字样。但是，由于原子在常温条件下极端的不稳定性，控制原子的技术成本很高，加上适宜的存储介质(即使用哪种原子)不好确定等原因，使得科学界采用原子存储数据的想法一直未能实现。

1990年物理学家DonEigler用35个氙原子排列成“IBM"字样

这些年随着时代的进步，电子科学技术的发展，最终使原子存储成为可能。

Delft大学的科研团队在一块预先排好栅格的铜板上吸附氯离子，然后通过最新的扫描隧道电子显微镜和一个特殊的“镊子”，控制氯原子在栅格中的分布，将氯原子和空隙排列成不同的组合，分别代表二进制的0或者1，从而实现了数据存储。具体的原子和空缺排列形式如下图所示：

图中深色的表示氯原子，浅色表示空缺，每四个方块表示一个栅格，每个栅格表示一个数据位，每行栅格表示一个字节。图中的一行用二进制ASCII编码的形式表示了小写字母e。

这种实现方式相对于1990年的做法有两点主要优势。

首先，因为原子周边都是空缺，因此完全可以细微地在栅格内按照原子固有的方式运动，相对于物理学家DonEigler将原子固定在一个点的做法，这提高了设备的稳定性。这种稳定性还带来了一个好处，从前需要液氦-210℃低温才能实现的原子控制现在-196℃就能满足要求。

另一方面，由于科学家可以在每个栅格做标记(比如在左上角放一个其他原子)，这大大提高了数据的读取速度。从前需要一个接一个栅格地完整读取，然后再回头判断已经读取的数据是否正好满一个字节，现在只需要顺次读下去，碰到标记表示一个字节就行了。因此从前读取一组数据可能需要长达几天的时间，现在只要几个小时就OK了。

当然，该技术目前还有许多不成熟的地方。比如液氦-196℃低温环境的成本还是很高，并且无法实际应用，虽然速度相对从前快了不少，但还是不能满足日常需求等等。不过，令人兴奋的一点是，该技术或许对未来的原子存储技术指明了发展方向，我们期待着今后更大的突破。