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IBM实现利用单个原子存储数据:实际使用可能还需要几十年

时间:2023-12-20 14:31:22 数码发展

北京时间3月9日下午消息,IBM宣布可以在单个原子上存储1位数据,虽然这一突破研究的实用性尚待证实,但在业界的研究中处于领先地位。 IBM近期在学术期刊《Nature》发表了相关研究成果。

  目前,我们使用的硬盘需要大约10万个原子才能存储一位数据。如果未来单个原子可以存储 1 位数据,那么只需要硬币大小的区域就可以存储 2600 万首 Apple Music 歌曲。然而,IBM 该项目的研究员 Chris Lutz 表示,这项技术需要几十年的时间才能实用。   工作原理:将钬原子(具有许多不成对电子的大原子)放在氧化镁基底上。

在这种条件下,原子具有所谓的“磁双稳态”:当原子处于两种不同的自旋情况时,它对应于磁场中的两种稳定状态。   单原子内存示意图  研究人员使用扫描隧道显微镜(STM)向原子施加约150毫伏和10微安的电流。将电流传递到钬原子中会导致其改变自旋状态。由于这两种状态具有不同的电导率,STM尖端可以通过施加较低的电压(约75毫伏)并测量它们的电阻来检测原子处于哪种状态。

  为了确认钬原子改变了其磁性状态,而不是受到某些STM电流的干扰或影响,研究人员在附近放置了一个铁原子。铁原子受到邻近原子磁性的影响,钬原子在不同状态下表现不同。这证明该实验确实是关于可以持久存储数据并且可以间接测量的单个原子的实验。   IBM之前已经实现了原子级存储,但并不等同于本文提到的单位存储。

IBM 直接使用 STM 来“传输”原子并将这些原子排列成字母图案。