Создана самая высокоплотная технология хранения информации, использующая отдельные атомы

Атомарная информационная матрица


С тех пор, когда в 1950-х годах в мире появились первые компьютеры общего назначения, ученые и инженеры занимались разработкой технологий компактного хранения данных, которые прошли длинный путь от гигантских магнитных барабанов до крошечных электронных чипов. А недавно ученые из Института изучения нанотехнологий (Kavli Institute of Nanoscience) Технического университета Делфта (TU Delft), Голландия, разработали новую технологию хранения информации, показатель плотности которой практически достигает своего физического предела. Ведь в этой технологии для хранения битов данных используются отдельные атомы.

Согласно данным статистики, собранной специалистами компании IBM, человечество создает ежедневно 2.5 миллиона терабайт данных, которые должны храниться на каких-нибудь носителях. Сами эти носители занимаю пространство, нуждаются в энергии и обслуживании высококвалифицированными специалистами. В традиционных системах хранения информации, таких, как жесткие диски, информация хранится в зернышках магнитного материала или в виде отверстий, прожженных лазером в специальном слое оптических носителей. Все попытки миниатюризировать эти технологии сводились и сводятся к производству магнитных зернышек или прожженных отверстий меньших размеров.

Кодирование битов


Специалисты из TU Delft изготовили носитель информации, емкостью 8 тысяч бит, размер которого составляет 96 на 126 нанометров, что приблизительно в 800 раз меньше площади торца человеческого волоса. Основой носителя является подложка из меди, на которой в строгом порядке размещена матрица атомов хлора. Количество и расстояние между этими атомами позволяют говорить, что плотность данного носителя информации составляет 500 терабит на квадратный дюйм, это в 500 раз выше, чем плотность хранения информации на самых лучших моделях жестких дисков. При таком показателе плотности, все книги, написанные за всю историю существования человечества, могут быть записаны на носитель, площадью с почтовую марку.

Правда, для осуществления записи и считывания информации с такого атомарного носителя требуется ни много, ни мало, а целый сканирующий туннельный микроскоп (scanning tunneling microscope, STM), который использует в своей работе эффект квантового туннелирования. На заостренный до атомарной величины наконечник такого микроскопа подается электрический потенциал и этот наконечник движется над исследуемой поверхностью. Если по пути ему встречается атом, то электроны, за счет эффекта квантового туннелирования, начинают перескакивать с наконечника на атом. Но, в этот момент между атомом и наконечником возникают силы, которые позволяют наконечнику выступать в роли "подъемного крана" для атомов в случае, если атомы не прикреплены слишком прочно к поверхности подложки. И при помощи такого "подъемного крана" можно поднять атомы и поместить их в заданную точку с очень высоким уровнем точности.

Каждый из битов информации кодируется взаимным расположением двух атомов меди и одного атома хлора. Определенная комбинация расположения атомов соответствует значению логической 1, а другая - логического 0.

Идентификатор блока


Однако, "переноска" атомов и их установка в заданном положении является лишь половиной проблемы. Вторая половина заключается в организации данных, что делает их удобочитаемыми, а само хранилище - более надежным. Весь массив памяти разбит на блоки по 64 бита. Каждый из блоков снабжен своим идентификатором на базе атомов хлора, который в чем-то подобен распространенному QR-коду. Этот идентификатор указывает на местоположение данного блока и может дополнительно использоваться для определения наличия ошибок в хранимой информации.

То, что записали голландские ученые в свой носитель данных, является частью лекции "There's Plenty of Room at the Bottom", прочитанной в 1959 году ученым-физиком Ричардом Фейнманом (Richard Feynman), в которой впервые в истории прозвучала идея использования отдельных атомов для хранения информации.

В настоящее время данная технология находится только в фазе лабораторной реализации. Она может работать только в условиях чистого вакуума и при температуре жидкого азота, -196 градусов Цельсия. Однако, голландские ученые уже планируют свои следующие шаги, направленные на то, чтобы сделать эту технологию более подходящей с точки зрения ее практического применения.





Ключевые слова:
Устройство, Хранение, Информация, Бит, Атом, Медь, Хлор, Плотность, Запись, Чтение, Туннельный, Микроскоп

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Физики демонстрируют новый уровень манипуляций с отдельными атомами
  • Ученые создали самый маленький бит магнитной памяти, состоящий из единствен ...
  • Компания Hitachi представляет технологию "вечного" хранения данных.
  • Ученые IBM создали самый маленький "магнитный бит", состоящий всего из 12 ...
  • Технология наномагнитных «отпечатков» - шаг в развитии информационных носит ...




  • 20 июля 2016 07:58
    #1 Написал: bundzmm

    Публикаций: 0
    Комментариев: 458
    Грош - цена такому носителю информации при отсутствии нормального способа чтения/записи.
        
    20 июля 2016 08:42
    #2 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 971
    Создана самая высокоплотная технология хранения информации, использующая отдельные атомы
    такой высокопарный заголовок, а на деле экспериментальная установка, способная выжигать отдельные атомы в экстримальных условиях.


    --------------------
        
    20 июля 2016 09:35
    #3 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3708
    beany85
    И что в заголовке не соответствует действительности?

    Цитата: beany85
    способная выжигать

    Выжигать? Где об этом упомянуто?


    --------------------
        
    20 июля 2016 09:44
    #4 Написал: bundzmm

    Публикаций: 0
    Комментариев: 458
    FomaNeverujuwij,
    мне тоже эта фраза показалась странной, мне представилась картина более похожая на перенос мелких предметов тоненькой пипеткой которая присасывает их.
        
    20 июля 2016 16:07
    #5 Написал: enigman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 165
    Цитата: FomaNeverujuwij
    И что в заголовке не соответствует действительности?

    Не соответствует заявление о создании технологии хранения информации. Сканирующий туннельный микроскоп существует более тридцати лет. Манипуляции с отдельными атомами иглой СТМ тоже не вчера придумали. IBM вон вообще мультики этой технологией снимали. Так что тут нового? Кодирование бита тремя атомами? Использование носителя, который потеряет записанную информация задолго до того, как нагреется до комнатной температуры? Скорость чтения/записи медленнее, чем писать вручную? Никак все это не тянет именно на технологию хранения иноформации!
        
    21 июля 2016 08:34
    #6 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 971
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Выжигать? Где об этом упомянуто?
    ну не выжигать, а передвигать, это я так... Ну а
    enigman объяснил подоходчивее.


    --------------------
        
    21 июля 2016 12:24
    #7 Написал: musgati

    Публикаций: 0
    Комментариев: 51
    enigman,
    несмотря на то что сопутствующих технологии существуют уже какое то время, тем не менее информация с помощью отдельных атомов была записана впервые. и да, это называется словом "технология" - способ получения чего либо. То о чем вы говорите это технология пригодная для рыночного использования, и в статье так и говорится, что этого еще нет. Но! плотность записи информации рекордная и получена впервые и в заголовке все правильно сказано "Создана самая высокоплотная технология хранения информации"
        
    21 июля 2016 18:26
    #8 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 364
    Куда уже больше, и так сегодня размера жестких дисков, обычному пользователю больше чем нужно.
        
    21 июля 2016 22:44
    #9 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 479
    Цитата: MaxIvanov
    Куда уже больше, и так сегодня размера жестких дисков, обычному пользователю больше чем нужно.

    Да сколько ни поставь, со временм все-равно будет мало. Когда-то мне HDD на 40 Мб хватало, а сейчас 3-х Тб-го диска мало smile
        
    4 августа 2016 16:24
    #10 Написал: yg2005

    Публикаций: 0
    Комментариев: 104
    zlat,
    Интересно, что же Вы такое храните на трех террабайтах, что даже места не хватает? )
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.