IBM powiększy nasze dyski nawet 150-krotnie

Inżynierowie IBM ogłosili wielki sukces. Po pięciu latach prac udało im się zmniejszyć ilość atomów koniecznych do zapisania pojedynczego bitu danych z około miliona do 12. Na razie nie możemy raczej spodziewać się rewolucji, lecz być może kiedyś odkrycie to pozwoli stworzyć dyski i pamięci o cały rząd wielkości pojemniejsze przy takiej samej wielkości jak obecnie. Andreas Heinrich z IBM użył tu porównania, że zamiast 1TB na 3.5-calowym twardym dysku moglibyśmy przechowywać 100 lub 150TB danych.

Obecnie do zapisywania danych używane są ferromagnetyczne materiały, gdzie spin atomów ustawiony jest w jednym kierunku. IBM wykorzystało tu inne zjawisko zwane antyferromagnetyzmem, gdzie spin atomów jest ustawiony naprzemiennie (dzięki przeciwnej polaryzacji atomów można bardzo znacząco zmniejszyć odległość między nimi), co pozwoliło naukowcom na stworzenie eksperymentalnej pamięci magnetycznej, która jest co najmniej 100 razy gęstsza niż obecnie stosowana w dyskach twardych i chipsetach z pamięciami NAND.

Naukowcy z IBM zaczęli od jednego atomu żelaza i wykorzystali końcówkę sondy tak zwanego skaningowego mikroskopu tunelowego do ręcznej zmiany magnetycznej informacji w kolejnych atomach. Posuwali się oni powoli, atom po atomie, aż dotarli do ich liczby, która umożliwiała zapisanie jednego bita danych. Okazało się, że liczba ta wyniosła 12.

Podczas eksperymentu wykorzystano atomy żelaza na azotanie miedzi. Teoretycznie inne materiały mogą dać nawet lepsze wyniki. Samo doświadczenie przeprowadzane było w temperaturze około 1 Kelwina (-272 stopnie Celsjusza). Było to konieczne z tego względu, że przy temperaturze już około 5 Kelwinów atomy zaczynają losowo zmieniać swoją polaryzację około raz na minutę - właśnie z powodu energii cieplnej.

Nie oznacza to jednak, że dyski przyszłości będą musiały być chłodzone w ciekłym azocie. Im więcej używa się atomów na jeden bit informacji, tym bardziej są one stabilne. W temperaturze pokojowej stabilność taką udałoby się uzyskać przy około 150 atomach na bit danych.

W dalszej części eksperymentu inżynierowie IBM połączyli 96 atomów, aby stworzyć jeden bajt danych. 5 z nich zostało następnie połączone w słowo THINK - czyli motto IBM. Wymagało to użycia 480 atomów.

Na razie, jak zauważył Heinrich, badania te należy traktować bardziej teoretycznie niż praktycznie. Nie można sobie wyobrazić, aby producenci dysków nagle zaczęli umieszczać końcówkę skaningowego mikroskopu tunelowego w swoich produktach. Pokazuje ono jednak, że można dane pakować o wiele gęściej niż ma to miejsce obecnie.

Według Heinricha stworzenie prawdziwego urządzenia bazującego na tych badaniach powinno zająć około 5-10 lat.