Вчені з IBM з'ясували, як зберігати дані на одному атомі

Компанія IBM оголосила, що їй вдалося вперше успішно зберігати дані на одному атомі. Дослідження, проведене в лабораторії Almaden в Силіконовій Долині, було опубліковано в науковому журналі Nature 8 березня і може мати серйозні наслідки для способу зберігання цифрової інформації в майбутньому.

Комп'ютери обробляють біти, частини інформації, які мають два стани - 1 або 0. Кожна комп'ютерна програма складається з декількох послідовностей 1 і 0. Коли інформація зберігається на комп'ютері, вона зазвичай зберігається на жорсткому диску, який кодує цю серію одиниць і нулів на магнітному диску або електричних елементах. Як заявляє IBM, середній жорсткий диск використовує близько 100 000 атомів, щоб зберігати один біт інформації з використанням традиційних методів.

Дослідники IBM знайшли спосіб намагнітити окремі атоми рідкоземельного елемента Гольма і використовувати два полюси магнетизму - північ і південь, як ви бачите на компасі, - як резервні копії для одиниць і нулів. Атоми гольмію прикріплені до поверхні іншого матеріалу, оксиду магнію, який утримує їх на місці, при температурі 5 Кельвін (-450 ° F). Використовуючи по суті точні, гострі і маленькі голки, дослідники можуть пропускати електричний струм через атоми Гольма, що призводить до перевертання їх північного і південного полюсів, відтворюючи процес запису інформації на традиційний магнітний жорсткий диск. Атоми залишаються в тому стані, в якому вони були перевернуті, і, вимірюючи магнетизм атомів, вчені можуть бачити, який стан атома, відображаючи те, як комп'ютер зчитує інформацію, яку він зберігає на жорсткому диску.

IBM говорить, що дослідники використовували один атом заліза для вимірювання магнітного поля атомів гольмію, повернувши його для вимірювання того, в якому стані знаходяться атоми гольмію, як крихітний компас, і тунельний мікроскоп, потужний мікроскоп, розроблений, щоб отримати зображення поверхні окремих атомів. Голка кінчика мікроскопа була тим, що дослідники використовували для пропускання струму через атоми.

«Магнітні біти лежать в основі накопичувачів на жорстких магнітних дисках, магнітної стрічки і магнітної пам'яті наступного покоління», - сказав Крістофер Лутц (Christopher Lutz), науковий співробітник лабораторії IBM Almaden в області нанонауки. «Ми проводили це дослідження, щоб зрозуміти, що відбувається, коли ви стискаєте технологію аж до самого фундаментального екстремального - атомного масштабу».

IBM в 2015 році про те, що він створив крихітний напівпровідник, який, ймовірно, в кінцевому підсумку стане основою самого маленького, найшвидшого в світі комп'ютерного процесора, - це тільки початок роботи. Це тільки перший крок в доказі того, що може бути можливо при обчисленнях на рівні атомів, оскільки тепер дослідникам, а потім і виробникам мікросхем, необхідно показати, що технології можна масштабувати.

Майбутнє, в якому нескінченно більш масивні жорсткі диски є звичайним явищем, - IBM передбачає, що розмістить повну бібліотеку музики на 35 мільйонів пісень iTunes на диску розміром з кредитну карту. Тепер залишається тільки подивитися, чи можливо це.