A IBM demonstrou a capacidade de armazenamento de informação em um átomo

Os Principais componentes de computador são tão pequenos, que, gradualmente, se deparam com a pressão de limites de mundo tradicional de física newtoniana. E em nenhum outro lugar, a escala e a precisão das operações não mostra melhor do que em discos rígidos, onde o trilhão de bits pode se encaixar em uma polegada quadrada. A IBM conseguiu superar este cenário: os cientistas aprenderam a gravar e ler dados em um único átomo.

Entretanto, essa conquista pode ser mais simbólico do que prático, mas mesmo a simples demonstração de um exemplo de trabalho atômico de armazenamento de dados pode parecer quase ficção científica.

Talvez você não é surpreender, mas os átomos é a menor unidade de matéria, que nós podemos confiantemente manipular e esperar que ela é fixa. São realizadas interessantes experiências com запутыванием fotão, mas eles são muito ágeis, mesmo muito. Enquanto nós ainda tentamos manter as coisas que não ускользнут num piscar de olhos, se você soltá estrangulamento no segundo. E anterior a técnica atômico armazenamento, na verdade, não salva os dados em um átomo, e move-los com a educação lidos padrões (também é interessante, aliás).

Isto significa que definir individuais átomos valores 0 e 1, será o próximo grande passo para a frente e o próximo grande barreira na área de armazenamento de dados em formato digital, o que permitirá a ordem de aumentar a capacidade de armazenamento, e apresentará uma nova tarefa para os engenheiros e físicos. A experiência da IBM, publicado recentemente na Nature, leva o presente atômico armazenamento da teoria à realidade.

Ele Funciona assim: um átomo do hólmio (grande, com muitos elétrons sem par) é instalado em uma camada de óxido de magnésio. Nesta configuração, o átomo tem chamado a бистабильность: há dois magnéticos estáveis do estado, com diferentes rotações (lembre-se que é).

Os Cientistas usam de varredura microscópio de tunelamento (também inventada pela IBM na década de 1980), para anexar a cerca de 150 milivolts em 10 µa ao átomo — pode parecer que não é muito, mas em tal escala é semelhante a um choque de um relâmpago. Este enorme fluxo de elétrons faz com que um átomo de hólmio mudar a sua magnético de spin do estado. Porque os dois estados têm diferentes perfis de condutividade, a ponta de um microscópio de tunelamento pode determinar o estado de um átomo de alimentação mais baixa tensão (cerca de 75 milivolts) e cônscios de sua resistência.

Para ter a certeza absoluta de que o átomo magnético muda de estado e este não é um resultado de interferência ou impacto elétrica da tempestade STM, os cientistas ajustaram-se ao lado dele um átomo de ferro. Este átomo está sob a influência de seu magnética do bairro e responde que não, como um átomo de hólmio em diferentes estados. Isso prova que o experimento realmente cria confiança, salvo magnético estado em um único átomo, que pode determinar indiretamente.

, E isso é o que fazemos a seguir: um átomo é usado para armazenar conhecidos de zeros e uns, 0 e 1. Os pesquisadores fizeram um par de átomos, para formar quatro combinações binárias (00, 01, 10, 11), que pode criar a partir de um site.

"Para demonstrar independente de leitura e gravação, nós construímos a estrutura atômica dos dois bits de hólmio, na qual gravamos quatro possíveis estados, e que consideravam como магниторезистивно, ou remotamente através de um спинового de ressonância. Alta estabilidade magnética em conjunto com um elétrico de ler e a gravação mostra que a magnética memória a partir de um único átomo é perfeitamente possível".

Chris Lutz, pesquisador da nanotecnologia no laboratório da IBM em Алмадене, um dos autores do trabalho, disse que fez um átomo de acabar perdendo o seu spin.

"Porque os átomos são aquecidos, nós esperamos que eles espontaneamente começarão a rolar. Porque a energia térmica representa uma parte significativa barreira de energia entre os estados. Na prática, ao criar a memória será necessária para aumentar essa barreira através da utilização de vários emparelhados de átomos ou de técnicas inovadoras de trabalhar com átomos individuais".

Se é um pouco de enfraquecer o seu entusiasmo — o que eles pretendem trabalhar com as moléculas, e não com átomos individuais — não se preocupe. Um dos experimentos de 2016, o ano em que foi ultrapassado терабит por polegada quadrada, usei magnéticos de pelotas com um diâmetro de apenas 5 nanômetros. O átomo do hólmio no diâmetro de cerca de 200 пикометров; seria de desembolsar 25 de tais desde a extremidade de pelotas até a outra — se de um átomo foram "pontas". A duplicação inicial, a quantidade não é forte impacto sobre os recursos de armazenamento — e ali, e outras opções ideais.

"pretendemos explorar os átomos de outros elementos, o aglomerado de átomos e moléculas pequenas, como possíveis bits magnéticos", diz Lutz.

Passará muito tempo antes que você possa usar um desses no seu laptop. Até esta área está intimamente ligado com o laboratório, сверхнизкими temperaturas e сверхточными dispositivos. Será que lá em baixo, ainda lugar?