@ 2016.07.19 , 21:00
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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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TOTAL COMMENTS: 32+1

  1. 3204137

    智子技术指日可待

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  2. 挣脱地平线
    @1 year ago
    3204144

    大姐姐们可以换大房子啦

    [142] XX [1] 回复 [0]
  3. Topgun
    @1 year ago
    3204148

    水冷还没体验到就要出氮冷的吗?

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  4. you_know_who
    @1 year ago
    3204155

    丌是一个超越数,丌有无穷多位,理论上丌这个字节即代表无多位数的压缩(即一个无穷多位数的文件)!

    假设有方法,把任一数据文件均还原成一个超越数,即这个超越数的算法,数据即被大大压缩!

    而该算法文件又可以被再次压缩!

    则记录信息变成了记录算法,传递信息变成了传递算法!

    则在载体上存不可思议的数据都不是问题!

    一句话,可以在3.5寸盘上存几百部爱情动作片,最高清的,关键是怎么压缩,怎么解压而己!

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  5. 哇哈哈
    @1 year ago
    3204156

    一直搞不懂这样的数据能保持多久?而且对于读取数据的设施要求也挺高的吧?

  6. bbciused
    @1 year ago
    3204167

    原子会老老实实呆着吗

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  7. 赖猫咯
    @1 year ago
    3204178

    就是说,我现在要用这个储存器,这个储存器还要液氮冷却设备、原子拨针设备堆起来像原始计算机埃尔尼克那么大→_→
    希望70年后像U盘大小

  8. 3204184

    原文链接好评~

  9. swmage
    @1 year ago
    3204185

    洞铜洞铜洞洞铜 铜洞铜洞铜铜洞

    [17] XX [0] 回复 [0]
  10. 红白机
    @1 year ago
    3204187

    @bbciused:
    所以人家要用液氮不就是吗?

  11. 超载小铅笔
    @1 year ago
    3204195

    图2好像在玩Powder Toy~

  12. 我先不杀你
    @1 year ago
    3204199

    …说的好像现在的u盘装不下维基一样

  13. bbciused
    @1 year ago
    3204202

    @红白机: 看那个数据图,损坏了不少地方。

  14. ouquman
    @1 year ago
    3204204

    有么有可能人类探索到微观某个极限时,发现已经有东西写在那里了:game over

    [39] XX [1] 回复 [0]
  15. 转播负能量
    @1 year ago
    3204214

    哇,能放多少AV资源啊

  16. 流氓你怎么了
    @1 year ago
    3204241

    所以,作为一个扫了六年STM的人表示,什么时候STM操作才能自动化,这需要多么强大的AI。

  17. 3204255

    人的记忆存储在哪

  18. 刁子
    @1 year ago
    3204288

    @you_know_who: 知道RAR压缩包吗?你说的RAR就是你说的鼻祖

  19. 3204314

    无意义的奇淫技巧

    [0] XX [13] 回复 [0]
  20. 飞腿
    @1 year ago
    3204319

    最终的硬盘写在DNA里。四进制

  21. 哈哈哈哈
    @1 year ago
    3204346

    以后硬盘也得水冷,哦不,可能是氮冷。。

  22. 3204416

    @you_know_who: 为了在多项式时间计算一个超越数,你首先需要一台有足够多位数的量子计算机.
    为了解压1G的片子,你最少需要2.5G量子比特.

  23. blueriver123
    @1 year ago
    3204433

    15年来U盘容量就涨了1000倍。硬盘100倍

  24. 3204453

    @飞腿: 所以这种硬盘里头的数据提取出来各种突变啊

  25. 李多木
    @1 year ago
    3204605

    以后硬盘都是都是“原子”弹?

  26. 蓝猫
    @1 year ago
    3204709

    楼上的那个压缩的让我想起了尺子压缩算法 就是把数据全部堆叠成一个某个N位数的数字 然后只需要用足够精确的尺子测量出来 比如线长0.55555米 测出就读取数据55555 如果变成0.N 呢 果断无限压缩啊 前提是你有足够精确的尺子

  27. victor
    @1 year ago
    3204861

    @飞腿: 这个回答牛逼。

  28. you_know_who
    @1 year ago
    3204879

    @fff:

    我们能不能把这种压缩视为二维压到一维,

    解压视为一维展开成二维!

  29. wxd9321
    @1 year ago
    3204900

    @飞腿: 原子比dna小多了

  30. voving
    @1 year ago
    3205437

    什么,单位不应该是能放几部爱情片吗

  31. 我爱吃狗肉
    @1 year ago
    3205464

    @you_know_who: 建议先学两年信息论再来装逼

  32. 3205638

    @蓝猫: 尺子压缩算法到35位就是极限了

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