قراءة الحالات المغزلية في الألماس عبر إشارة كهربائية سريع
تفرض الحوسبة الكمومية متطلبات صارمة على وسائط تخزين المعلومات. في الشبكة البلورية للألماس — وتحديدًا في الكربون ذي العيوب المُنشأة اصطناعيًا — تُرمَّز البتات باتجاه العزوم المغناطيسية المجهرية، أو ما يُعرف بـ المغزل (Spin)، المتركزة على هذه العيوب. القراءة البصرية التقليدية لهذه الحالات تواجه مشكلة: فالبصريات الضخمة لا تتوافق جيدًا مع تصغير الرقائق. الطريقة المقترحة تغيّر النموذج المتبع، مستعيرةً منطق التصوير الفوتوغرافي التناظري.
الآلية تتم على مرحلتين. في المرحلة الأولى، يعمل التشعيع بالليزر كالتعريض: إذا كان المغزل موجّهًا في اتجاه معين، يصدر العيب إلكترونًا يُحتجز في مصيدة جهد مجهرية على حدود البلورة؛ أما عند الاتجاه المعاكس فلا يحدث انبعاث. يمكن للشحنة المحتجزة أن تبقى في المصيدة لساعات. في المرحلة الثانية، يُطبَّق جهد كهربائي على النظام مع إعادة إضاءة المصائد في الوقت نفسه — وهذا «يهزّها» مما يجعل الإلكترونات المتراكمة تغادر المصائد بشكل متزامن مكوّنة نبضة كهربائية قصيرة. سعة هذا التيار الضوئي (Photocurrent) تعكس مباشرة الاتجاه الأصلي لـ المغزل. سُمّيت الطريقة CCDMR — وهي اختصار لـ مطيافية الرنين المغناطيسي مع احتجاز الشحنة (الرنين المغناطيسي مع نقل الشحنة). ميزتها الرئيسية هي القراءة الكهربائية بالكامل: فلا حاجة لتسجيل الإشارات الضوئية الضعيفة. هذا النهج يسهل دمجه على الرقاقة، مما يفتح الطريق أمام رقائق كمومية بحجم الظفر.
مصائد الإلكترونات في الألماس مستقرة للغاية لدرجة أن الشحنة المخزنة فيها يمكن أن تبقى لسنوات — أطول بكثير من عمر عمل معظم الأجهزة المخبرية.
فكرة تخزين المعلومات في البلورات مألوفة لنا من شخصية سوبرمان: فقد استخدم حصن العزلة البلورات كقاعدة بيانات. رقائق الألماس الكمومية تشبه ذلك تمامًا، لكن في الواقع.