«Меньше некуда»: ученые из IBM сохранили информацию в атоме

    Для сохранения одного бита информации на жестком диске требуется порядка 100 тыс. атомов. 8 марта ученые из IBM Research представили результаты своего исследования, в котором показали, что можно сохранить такое же количество информации всего в одном атоме. Распространение этой технологии позволит записать музыкальный каталог Apple из 26 миллионов песен на запоминающее устройство размером с небольшую монетку.

    / Flickr / i a walsh / CC

    Знаменитый физик Ричард Фейнман еще в 1983 году говорил, что человечество способно создать вычислительное устройство, в котором числа представляются строкой атомов, находящихся в одном из двух состояний. Такая технология постепенно становится реальностью.

    Работает это следующим образом: атом гольмия (большой и с несколькими неспаренными электронами) устанавливается на подложку из оксида магния. В этом случае гольмий приобретает свойства магнитной бистабильности, то есть имеет два стабильных магнитных состояния с различными спинами.

    Исследователи используют сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) и прикладывают к атому напряжение в 150 мВ при 10 мкА. Такой большой приток электронов заставляет атом гольмия изменить магнитное спиновое состояние. Поскольку каждое из двух состояний имеет различные профили проводимости, игла СТМ способна определить, в котором из них находится атом. Это выполняется путем приложения меньшего напряжения (75 мВ) и измерения сопротивления.

    Дабы убедиться, что атом гольмия менял свое магнитное состояние и это не было побочным эффектом работы СТМ, ученые разместили рядом атом железа, реагирующий на магнитные колебания. Это позволило подтвердить, что во время эксперимента удалось на длительное время сохранить магнитное состояние атома.

    «Чтобы продемонстрировать возможность чтения и записи информации, мы провели эксперименты с двумя атомами. Нам удалось закодировать четыре возможные битовые комбинации — 00, 01, 10, 11 — и считать каждую из них. Это доказывает, что в будущем человечество сможет создать «магнитную атомную память», — говорится в отчете IBM Research.

    Дальше исследователи планируют изучить возможность работы с другими элементами таблицы Менделеева, кластерами атомов и маленькими молекулами. О появлении коммерческого решения, однако, говорить пока не приходится.

    P.S. Еще несколько интересных материалов из блога Vas Experts:

    • +19
    • 11,8k
    • 8
    VAS Experts
    142,41
    Разработчик платформы глубокого анализа трафика
    Поделиться публикацией

    Комментарии 8

      +1
      Разумеется есть куда. :) В атомах же больше одного электрона (если это не водород). Пишем два, три, четыре бита. :)
        0
        А как планируется различать состояния битов в данном случае?
          0
          Фемтолазерами на закабалённных электронах. Не знаю я. Человек написал «дальше некуда», но в принципе есть куда.

          P.S. Тот не ловкий случай, когда статья на ГТ в исполнении Ализара в разы информативнее статьи на Хабре.
            0
            В этом случае гольмий приобретает свойства магнитной бистабильности, то есть имеет два стабильных магнитных состояния с различными спинами.
            Вы уж определитесь — не знаете или есть куда дальше? На каких частицах меньше атома можно чётко и однозначно отличать хотя бы два разных состояния в любой момент времени? И сохранять любое из этих состояний.
              0
              cпин фотона?
              0
              Вы уж определитесь — не знаете или есть куда дальше?

              Есть куда. Вы, кстати, тоже определитесь, вы вопрос задаёте или допрос ведёте?

              На каких частицах меньше атома можно чётко и однозначно отличать хотя бы два разных состояния в любой момент времени? И сохранять любое из этих состояний.

              На электронах.

              "The assumption has been that basically the ultimate limit is when one atom represents one bit, and then there's no more room—in other words it's impossible to scale down below the level of atoms. But in this experiment we’ve stored some 35 bits per electron to encode each letter. So one bit per atom is no longer the limit for information density."

      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

      Самое читаемое