Один из наиболее распространённых дефектов в алмазах – примесь азота (N), которая придаёт драгоценным камням жёлтую окраску. Если атом азота находится в кристаллической решётке рядом с «дыркой», то есть атомом углерода (С), в котором не хватает электрона, то один из электронов из оболочки атома азота занимает это вакантное место. В результате возникает «квантовый байт», который хранит двоичную информацию не в формате «0 или 1» (как байты в обычных запоминающих устройствах), а в формате «и 0, и 1». Физики используют такой формат для безопасной передачи данных и считают, что в перспективе его можно будет использовать в массовой компьютерной технике.

Несколько лет назад физики научились менять спин (ключевую квантовую характеристику) таких электронов с помощью микроволнового излучения. А совсем недавно профессор Давид Авшалом (David Awschalom) с коллегами из Калифорнийского университета в США выяснили, как можно связать спин электрона со спином близлежащего атома азота в алмазном кристалле. Эта операция производится с помощью магнитного поля и занимает порядка 100 наносекунд (то есть 0,0000001 секунды). Примерно с такой же скоростью записывается информация на flash-память. За время существования этой связи можно совершить миллионы операций.

Помимо высокого быстродействия, квантовая память имеет и ещё одно преимущество. В своей статье в журнале Nano Letters Авшалом описал методику создания паттернов (организованных групп) таких «квантовых байтов» с помощью лазерного луча. Таким образом можно создавать сети быстрой передачи и хранения информации практически любого размера – разработанная методика оперирует километровыми расстояниями.

Единственная ложка дёгтя заключается в том, что эта технология пока не слишком совершенна. «Её надёжность составляет от 85 до 95%», – заявил исследователь на прошедшей 22 марта в Далласе, США, встрече Американского физического общества. Когда эту проблему удастся решить, создание квантовых компьютеров на основе алмазов, объединённых в высокоскоростные сети, станет ближайшей перспективой.