@ 2016.07.19 , 21:00

小到突破天际:用原子写数据的硬盘

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从最尖端的超级计算机到寻常的智能手机,电脑正越来越依赖于数据储存容量。为了保存所有的信息,每一个比特都要压缩到最小的空间里。

根据发表在《自然·纳米科技》上的新研究,科学家们成功用单一氯原子的位置编码了一个千字节——这已经小到突破天际了。

“从理论上说,这样的储存密度足以让人类所有的书籍写在一个邮票大小的空间里,”研究作者,荷兰代尔夫特理工的原子级工程师Sander Otte在新闻发布会上说。

纳米级编码

为了在如此小的级别进行编码,研究团队使用了扫描式隧道显微镜(STM)的针探头一个接一个地拨弄表面的原子。

“这就好比在玩滑块解谜游戏,”Otte说。“每个比特在铜原子表面都包含了两个位置,我们可以用一个氯原子在两个位置之间来回滑动。如果这个氯原子在上位置,洞在下位置,我们称之为1。如果洞在上位置,氯原子在下位置,这个比特就为0。”

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编码图例说明

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1KB储存器的STM扫描(96纳米宽,126纳米高),上面记录的是费曼的演讲“There's Plenty of Room at the Bottom”(底部还有很多空间)

团队以9字节或者64比特为块整理他们的数据。每个方块都有一个由这些“洞”形成的标记,用来组建氯原子的矩阵。团队说这些标记就有点像二维码这种像素化的方块条码,上面存有铜镀层上的块的精确定位。这个编码同样可以告诉人们这个块是否被局部污染、表面缺陷或者其他因素毁坏。这些特征使得储存系统可以被放大到非常大的尺寸,因为铜镀层不一定要完美无缺。

这种新方法仍然需要改进、测试和完善,但是现在已经在可靠性和可扩展性上展示了不起的前景,研究团队说。

“在目前的形式下,数据储存只能在非常清洁的真空环境下和液氮温度中进行,所以在原子级别实际储存数据还有很长一段路要走,”Otte说。“但是有了这一突破,我们显然已经迈进了一大步。”

本文译自 redorbit,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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