3月9日下午消息，IBM宣布可以在單個原子上存儲1比特數(shù)據(jù)，雖然這項突破性研究在實用性上還未得到驗證，但它卻引領(lǐng)了該行業(yè)的研究方向。IBM近期已經(jīng)在學(xué)術(shù)期刊《Nature》上發(fā)表了相關(guān)研究成果。
目前，我們使用的硬盤存儲一個比特數(shù)據(jù)大約需要10萬個原子，若未來能實現(xiàn)單個原子存儲1比特數(shù)據(jù)，那么存下蘋果蘋果音樂2600萬首歌曲僅需要一枚硬幣大小的面積。不過，IBM該項目的研究員克里斯-魯茨（Chris Lutz）表示，這項技術(shù)實用化還需要幾十年的時間。
它的工作原理是：將一個鈥原子（一個大的具有許多不成對電子的原子）放置在氧化鎂基底上。在這種條件下，原子具有所謂的“磁雙穩(wěn)性”：當(dāng)原子處于兩不同自旋情況時，在磁場中分別對應(yīng)兩個穩(wěn)定狀態(tài)。
單原子存儲原理圖
研究人員使用掃描隧道顯微鏡（STM）在原子上施加大約150毫伏的10微安的電流。電流進(jìn)入鈥原子可以使其改變其自旋狀態(tài)。 由于兩種狀態(tài)具有不同的導(dǎo)電性，STM尖端可以通過施加較低的電壓（約75毫伏）并測量其電阻來檢測原子所處的狀態(tài)。
為了確認(rèn)鈥原子改變了磁狀態(tài)，而不是受STM電流的一些干擾或影響，研究人員在附近設(shè)置一個鐵原子。 鐵原子會受其臨近原子磁性的影響，鈥原子處于其不同狀態(tài)時其表現(xiàn)不同。 這證明，實驗真正在單個原子可以持久地存儲數(shù)據(jù)，并可以被間接測量到。
IBM用原子排列出“IBM”字樣
IBM此前就已經(jīng)實現(xiàn)了原子級別的存儲，但并不等同于本篇論文里提到的單個比特的存儲。IBM當(dāng)時是直接用STM“搬運(yùn)”原子，并把這些原子排列成字母樣式。