Европейскими учеными был обнаружен новый механизм, позволяющий хранить данные в мельчайшей частице — одном атоме. Это открывает широкие возможности для хранения огромного количества информации по сравнению с жесткими дисками, которые используются сегодня. Новое исследование позволит достичь максимальной компактности хранения данных: размещению данных на одном атоме. Информация была опубликована изданием Nature Communications.
Ранее неоднократно проводились исследования в этом направлении и попытки расширить возможности хранения информации, однако, нестабильность мельчайшего атома на его уровне не давала возможности завершить успешно данные опыты. Со слов профессора Александра Хачетуряна, представляющий Университет Рэдбуда, что в Нидерландах, при начале работы с одним атомом, его полюсы становятся нестабильными и меняют свое местоположение, не имея возможности показывать верное направление, так как сильно сказывается их окружение. Для сохранения атомом информации ему нужно быть стабильным и не двигаться в разных направлениях.
Ранее проведенные исследования не давали ученым ответа на вопрос, какое количество атомов необходимо для стабилизации магнитного поля, и насколько долго они его способны удерживать в таком состоянии, что позволило бы использовать мельчайшую частицу в качестве хранителя данных. Как прогресс в этом направлении, было доказано, что единственный атом может являться носителем информации, однако для этого в лабораторных условиях необходимо было воссоздать низкую температуру (-233°С), что существенно ограничивает использование этого метода.
Но недавнее исследование, проведенное группой ученых из Нидерландского университета, идентифицирует инновационный механизм, который потенциально может работать при плюсовой температуре.
Одним из основных факторов успешности проведенных опытов был выбор материалов. В ходе исследований единичные атомы кобальта размещаются на слое черного фосфора, выступающего полупроводником. Используя туннельный микроскоп, ученые заметили, что малейшие частицы кобальта управляемы в таком состоянии и их можно переводить из одного битового состояния в другое.
Данное открытие, по заверениям ученых, даст возможность хранить в тысячи раз больше информации, чем доступно сегодня с помощью жестких дисков, так как этот метод имеет гораздо больший энергетический барьер и позволит сделать память одиночного атома стабильной при привычной нам температуре 15-20 градусов Цельсия.
Устройство принципа магнитного хранения
В основе этого открытия лежат электромагнитные характеристики мельчайшей частицы, имеющую два противоположных полюса, которая в обычном состоянии находится в постоянном движении. При использовании атома кобальта во взаимодействии с черным фосфором этот вопрос решается без применения низких температур, и ученые смогли без затруднений управлять атомами, меняя их битовое состояние.
Сам метод записи и накопления информации остается неизменным, с помощью магнетизма записывается состояние 0 или 1, разница лишь в том, что при стандартной записи в одном бите информации может находиться много тысяч атомов. Данная технология существенно сокращает энергопотребление носителей информации в процессе их эксплуатации, уменьшается размер самого носителя и увеличивается объем.
Со слов самих ученых, это открытие не означает, что пользователь уже через месяц сможет вставить такой носитель в свой ноутбук или смартфон. Но данная технология приблизила к этой цели, и это важный шаг на пути технического прогресса и развития человечества.
