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  • IBM能在单个原子上存储1比特数据

    发布时间:2017/3/21 10:47:48 文章来源:admin  浏览次数:0

    近日,IBM宣布可以在单个原子上存储1比特数据,虽然这项突破性研究在实用性上还未得到验证,但它却引领了该行业的研究方向。IBM近期已经在学术期刊《Nature》上发表了相关研究成果。
      
      据了解,此前一块硬盘存储1bit数据(0或1),需要占用大约10万个原子空间。但是周三的时候,IBM研究院宣布他们已经破天荒地在单个钬原子上实现了磁记录(huǒ,67号元素,符号Ho),将存储密度提升到了一个全新的数量级。现代移动设备可以做到将个人曲库存储到一枚硬币上,但IBM的技术可以将苹果的完整曲库(2600万首音乐)都塞进去。
      
      单原子存储原理图


      
      它的工作原理是:将一个钬原子(一个大的具有许多不成对电子的原子)放置在氧化镁基底上。在这种条件下,原子具有所谓的“磁双稳性”:当原子处于两不同自旋情况时,在磁场中分别对应两个稳定状态。
      
      研究人员使用扫描隧道显微镜(STM)在原子上施加大约150毫伏的10微安的电流。电流进入钬原子可以使其改变其自旋状态。由于两种状态具有不同的导电性,STM尖端可以通过施加较低的电压(约75毫伏)并测量其电阻来检测原子所处的状态。
      
      为了确认钬原子改变了磁状态,而不是受STM电流的一些干扰或影响,研究人员在附近设置一个铁原子。铁原子会受其临近原子磁性的影响,钬原子处于其不同状态时其表现不同。这证明,实验真正在单个原子可以持久地存储数据,并可以被间接测量到。
      
      不过IBM研究员ChrisLutz表示,这项基础研究距离商用可能还有几十年的路要走。
      
      这项技术想要变得实际,IBM必须让原子级存储设备的制造具备一定的经济效益、数据的读写速度够快、且能够长期稳定保存。目前这项实验性技术只能存储数小时,但现实应用至少要保存数年。

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