3月9日下午消息,IBM宣布可以在單個原子上存儲1比特數據,雖然這項突破性研究在實用性上還未得到驗證,但它卻引領了該行業的研究方向。IBM近期已經在學術期刊《Nature》上發表了相關研究成果。
目前,我們使用的硬盤存儲一個比特數據大約需要10萬個原子,若未來能實現單個原子存儲1比特數據,那么存下蘋果蘋果音樂2600萬首歌曲僅需要一枚硬幣大小的面積。不過,IBM該項目的研究員克里斯-魯茨(Chris Lutz)表示,這項技術實用化還需要幾十年的時間。
它的工作原理是:將一個鈥原子(一個大的具有許多不成對電子的原子)放置在氧化鎂基底上。在這種條件下,原子具有所謂的“磁雙穩性”:當原子處于兩不同自旋情況時,在磁場中分別對應兩個穩定狀態。
單原子存儲原理圖
研究人員使用掃描隧道顯微鏡(STM)在原子上施加大約150毫伏的10微安的電流。電流進入鈥原子可以使其改變其自旋狀態。 由于兩種狀態具有不同的導電性,STM尖端可以通過施加較低的電壓(約75毫伏)并測量其電阻來檢測原子所處的狀態。
為了確認鈥原子改變了磁狀態,而不是受STM電流的一些干擾或影響,研究人員在附近設置一個鐵原子。 鐵原子會受其臨近原子磁性的影響,鈥原子處于其不同狀態時其表現不同。 這證明,實驗真正在單個原子可以持久地存儲數據,并可以被間接測量到。
IBM用原子排列出“IBM”字樣
IBM此前就已經實現了原子級別的存儲,但并不等同于本篇論文里提到的單個比特的存儲。IBM當時是直接用STM“搬運”原子,并把這些原子排列成字母樣式。
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