突破 | IBM創造出世界最小存儲介質，在一個原子上讀寫一比特數據

近日，IBM宣布，它已使用單個原子創造出世界上尺寸最小的磁體 – 並在該磁體上存儲了一比特數據。

自從硬盤被發明以來，科學家一直努力試圖開發新型製造工藝，讓磁存儲介質尺寸更小，同時排列更密集，從而可以存儲更多的信息。目前保存一個比特信息需要大約10萬個原子。而IBM科學家的研究為我們帶來了全新的可能性，在一個原子上讀寫一比特數據，可以讓我們能開發尺寸更小但存儲密度更高的存儲設備，那麼在未來的某一天，我們拭目以待，一張像信用卡那麼大小的存儲設備將可以存下蘋果iTunes整個音樂庫裏的所有歌曲。

今天的突破依靠的是 IBM 長達 35 年的納米技術研究，包括榮獲諾貝爾獎的掃描隧道顯微鏡。本周早些時候，IBM 宣布它將為商業和科學用途打造全世界首個商用量子計算機。在未來的掃描隧道顯微鏡研究中，將調查使用單個磁體原子執行量子信息處理的潛力。

““磁位是硬盤驅動器、磁帶和下一代磁體存儲器的核心，”位於加州聖何塞的 IBM 阿爾馬登研究院的首席納米科技研究人員 Christopher Lutz 說。“我們進行此項研究的目的是了解在將技術縮小到最基本的極限 – 即原子規模時會發生什麼。””

（位於加州聖何塞的 IBM 阿爾馬登研究院的 Christopher Lutz 博士使用榮獲諾貝爾獎的顯微鏡將數據存儲在單個原子磁體上。）

通過從普通物質的最小單元 - 原子著手，科學家證明可使用電流在原子上讀寫一比特的信息。研究表明，可獨立地對兩個磁體原子執行讀寫操作，即使它們僅相隔 1 納米時也是如此 - 此距離隻有針頭寬度的百萬分之一。這種極小的間隔最終可讓我們實現比目前的硬盤驅動器和固態存儲芯片的存儲密度高 1,000 倍的磁體存儲器。未來的納米結構應用可控製每個原子的狀態，這樣人們和企業就能在相同的空間中存儲 1,000 倍的信息，終有一天將使數據中心、計算機和個人設備的尺寸顯著縮小，但功能更加強大。  

IBM 科學家利用掃描隧道顯微鏡 (STM)（一項榮獲 1986 年諾貝爾物理學獎的 IBM 發明），使用鈥原子構建並測量被隔離開的單原子比特。這個定製顯微鏡在極真空條件下運行，以消除空氣分子和其他汙染物的幹擾。該顯微鏡還使用液氦進行冷卻，使原子在足夠長的時間內保持其磁場方向，從而進行可靠的讀寫。

原文發布時間為：2017-03-15

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