По данным исследовательской группы, возглавляемой учеными из исследовательского центра IBM Almaden Research Center в Сан-Хосе и Института фундаментальных наук в Сеуле, один бит цифровой информации теперь может быть сохранен в отдельном атоме. Исследование опубликовано в журнале Nature.
В обычных современных запоминающих устройствах на магнитных дисках, участки, соответствующие одному байту информации, сравнительно велики и занимают около миллиона атомов. В новом исследовании в качестве носителя информации выступили атомы гольмия. Ученые воспользовались сканирующим туннельным микроскопом, зондом которого можно перемещать отдельные атомы, а также направлять на них импульс электрического тока. При помощи такого устройства они смогли менять направление вектора намагниченности атомов, подобно тому, как это делается для участков поверхности жесткого диска при записи информации. Одно направление намагниченности соответствовало единице, противоположное нулю. Для считывания информации, хранящейся в атомах гольмия, использовался квантовый датчик, состоявший из расположенного рядом с атомом гольмия атома железа.
Авторы работы установили, что гольмий стабильно сохраняет намагниченное состояние в течение нескольких часов. Используя для записи информации два атома, они обнаружили, что даже размещенные всего в одном нанометре друг от друга атомы сохраняют способность хранить информацию индивидуально. Это стало неожиданность, так как предполагалось, что магнитные поля атомов будут влиять друг на друга. Обнаруженный эффект пока не объяснен, но он показывает, что плотность записи информации в одноатомной памяти может быть очень высокой.
«Мы открыли новые возможности квантовой нанонауки, управляя отдельными атомами точно, как мы хотим. Это исследование может стимулировать инновации в коммерческих носителях информации, что расширит возможности миниатюризации хранения данных», – говорит ведущий автор работы Андреас Хайнрих (Andreas Heinrich), директор Центра квантовой нанонауки в Институте фундаментальных наук Сеула.
В 2016 году другая группа исследователей, использовав аналогичную технологию, получила одноатомные ячейки памяти из атомов хлора на медной подложке.
