Elementy pamięci magnetycznej nie działają w ten sam sposób, jak dzisiejsze dyski twarde, zaś urządzenia pamięci magnetycznej mogą mieć 100 razy większą gęstość upakowania danych niż jakiekolwiek pamięci budowane obecnie. Jednak zbudowanie 12 atomowych modułów dających bit jest kosztowne, a dane mogą być w nich przechowywane jedynie w temperaturach okolicy zera absolutnego i to przez krótki czas.

Zespół naukowców z należących do IBM Almaden Laboratories, pod kierownictwem prof. Andreasa Heinricha, postanowił przełamać te ograniczenia i stworzyć 12-atomowe moduły stabilnych pamięci magnetycznych, operując na poziomie atomowym. Opracowanie takiego procesu produkcyjnego stało się konieczne, odkąd fizyka kwantowa określiła, iż pole magnetyczne każdego bitu, przy tworzeniu pamięci na poziomie atomowym, wpływać będzie na pole bitów sąsiednich utrudniając zachowanie nadanych im stanów 0 lub 1.

W zwykłych magnesach magnetyczne spiny atomowe są wyrównane. W miarę miniaturyzacji prowadzi to do niestabilności. W przypadku konstrukcji IBM, badacze postanowili uniknąć tego efektu, umieszczając atomy żelaza w jednej linii, tak aby ich spiny się stabilizowały. Cały moduł został skonstruowany przy użyciu skaningowego mikroskopu tunelowego znajdującego się w laboratorium IBM w Zurichu; dane wprowadzono do pamięci także poprzez mikroskop tunelowy.

Możliwe jeszcze mniejsze, ale...

Moduły 12-atomowe zachowują stabilność, a wgrywanie i odczytywanie z nich danych przypomina zapis i odczyt z obecnie stosowanych dysków twardych. Według prof. Henricha możliwe byłoby skonstruowanie pamięci nieferromagnetycznej z mniej niż 12 atomów, jednak byłaby ona niestabilna.

Opracowany obecnie proces, według naukowców z IBM, pozwala na stworzenie 150-atomowych modułów pamięci działających w temperaturze pokojowej i o stabilności porównywalnej obecnie stosowanymi typami pamięci, która nie jest ulotna.

Jednak stworzeniem takich pamięci zajmie się prawdopodobnie inny zespół badawczy. Następnym bowiem zadaniem zespołu Heinricha będzie skonstruowanie kilkuatomowych modułów pamięci, które mogą wejść w skład przyszłych komputerów kwantowych.

Źródła: naukawpolsce.pap.pl ; Technology Review

Czytaj także:

Astronomiczne podcasty od ESO już po polsku!

Czy samochody będą mogły latać?

Kość z drukarki 3D