IBM能在单个原子上存储1比特数据

2017-03-13 17:03:29 未知

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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 1 bit 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 Chris Lutz 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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