Майже кожні два роки накопичувачі даних стають меншими та щільнішими. Це - тенденція ком'ютерної галузі. Як далеко може завести така тактика мінімізації, перевірили науковці Товариства Макса Планка та ІТ-концерну ІВМ, розробивши найменший у світі носій інформації. Замість того, щоб зменшувати традиційні матеріали, учені обрали новий шлях. «Починаючи з найменшого, з атому, ми будували цей накопичувач інформації атом за атомом», - пояснює Андреас Гайнріх, керівник лабораторії ІВМ у Каліфорнії.

Один біт на 12 атомів

Рівно дванадцять атомів, зокрема, два ланцюги по шість атомів, потрібно для цього, каже Себастіан Лот, один з винахідників, щоб біт інформації зберігати упродовж тривалого часу. Для порівняння: сучасний жорсткий диск потребує для цього більше мільйона атомів.

Новий міні-накопичувач даних є настільки маленьким, що його не помітно ні неозброєним оком, ні навіть за допомогою мікроскопу. Тільки за посередництва комп'ютера, який «наповнює» атоми, накопичувач можна візуалізувати, каже фізик Лот, котрий до вересня 2011 року працював у ІВМ. За його словами, компанія надзвичайно багато інвестує у фундаментальні дослідження. Потім він змінив місце роботи на користь науково-дослідного центру CFEL. Ще тоді разом з колегами він почав возитися з міні-накопичувачем даних. Однак це вдалося лише цієї зими.

Вони спробували замість звичайних магнітів, які притягують залізо, нікель або кобальт та використовуються для виробництва комп'ютерних жорстких дисків, застосувати антиферромагніт, тобто магніт, який відштовхує нікель, залізо та кобальт. Адже у традиційних магнітів є недолік - атоми спрямовуються в одному напрямку. Під час цього створюється магнітне поле, яке постійно рухається, суттєво впливаючи на елементи накопичувача. Через це елементи можуть розміщуватися на носії лише на певній відстані.

Зовсім інакше це відбувається з антиферромагнітами. Тут атоми спрямовуються у всіх можливих напрямках, не створюється жодного магнітного поля, і, відповідно, впливу на елементи накопичувача. Тому їх можна так щільно, як тільки можливо, «пакувати» на найменших структурах, каже Себастіаен Лот і запевняє: «Цей новий принцип має потенціал здійснити революцію у комп'ютерних технологіях».

Великий крок для науки

Досі йдеться лише про базові дослідження, каже Лот. Але принцип використання антиферромагнітів для збереження даних вже викликає великі сподівання. Але спершу потрібно наблизити результати науковців до можливості практичного застосування у повсякденні. Оскільки 12-атомний накопичувач даних зберігає стабільність лише за ультранизької температури - 268 градусів за Цельсієм.

За розрахунками Себастіана Лота, потрібно від 150 до 200 атомів на біт, щоб нанонакопичувач функціонував і за умов кімнатної температури. Хоч і цей результат науковці називають грандіозним, але доти, доки дійде до практичного застосування цього таких накопичувачів інформації, має минути ще чимало часу.

Автор: Юдіт Гартль, Наталя Неділько
Редактор: Захар Бутирський