Фізики побили рекорд щільності запису інформації

Фізики з Університету Дельфта реалізували пристрій з рекордно високою щільністю інформації - для кодування одного біта використовується всього лише кілька атомів. Така технологія дозволить записати в одному квадратному сантиметрі поверхні близько 10 терабайт інформації, а на площі традиційних жорстких дисків можна буде вмістити тисячі терабайт. Дослідження опубліковано в журналі, коротко про нього повідомляє Gizmodo.

Вченим вдалося створити модуль пам'яті об'ємом в один кілобайт. У його основі лежить атомарно плоска платівка з монокристалу міді. Автори вибудовували на її поверхні конструкції з атомів хлору - ті формували ідеальну квадратну решітку. За допомогою розташування «дірок» у решітці автори кодували біти в рядках. Для запису і перезапису інформації автори переміщали поодинокі атоми за допомогою голки скануючого тунельного мікроскопа.

Цей пристрій - найбільший об'єкт, створений людством за допомогою маніпуляції одиничними атомами. За словами вчених, щільність запису в ньому щонайменше в 500 разів перевищує максимально доступний у передових технологіях запис інформації.

Інформація організована на модулі наступним чином: Біти збудовані в лінії, товщиною в три атоми. Лише два верхні рядки використовуються для запису «нулів» і «одиниць» - нижній ряд відокремлює рядки з бітів. На чіпі окремі біти організовані в групи по вісім байт - 64 біти. Кожен з таких блоків позначений спеціальною конструкцією з «дірок» - вона показує, активний блок, або ж він «битий».

Вчені використовували модуль для запису в ньому різних фраз - тексту лекції Річарда Фейнмана «Там внизу багато місця» і «Походження видів» Чарльза Дарвіна. Швидкість запису додатка невелика, на його повну перезапис потрібно кілька хвилин. Для збереження працездатності модуль вимагає охолодження до низьких температур - вчені продемонстрували зберігання інформації протягом 40 годин при 77 кельвинах. Це відповідає температурам рідкого азоту. Крім того, атомарна пам'ять вимагає високого вакууму і чистоти.

Сучасні магнітні носії інформації, такі як HDD, мають фундаментальне обмеження на межу щільності запису. Воно відповідає мінімальному розміру магнітного домену. Для того, щоб його обійти вчені шукають інші носії інформації. Наприклад, зберігати дані можна в ДНК - нещодавно в її молекулах записали близько 200 мегабайт даних. Але і в традиційних магнітних матеріалах ще є потенціал зростання - використання осередків, здатних перебувати в одному з шести, а не двох статків.