Winzige "atomaren" Speichergerät speichern könnte alle Bücher, die jemals geschrieben

Ein neue "atomare"-Speichergerät, das Daten Atom für Atom kodiert kann Hunderte Male mehr Daten als aktuelle Festplatten können eine neue Studie stellt fest, speichern.

"Sie brauchen nur die Fläche einer Briefmarke zu schreiben, alle Bücher, die je geschrieben wurde, würde", sagte Studienautor senior Sander Otte, ein Physiker an der Delft University of Technology Kavli Institute der Nanowissenschaften in den Niederlanden.

In der Tat die Forscher schätzt, dass wenn sie einen Cube 100 µm breite erstellt – über den gleichen Durchmesser wie das durchschnittliche menschliche Haar – gefertigt aus Platten aus atomaren Speicher per 5 Nanometer, Milliardstel Meter voneinander getrennt, die Würfel könnte leicht zu speichern den Inhalt des gesamten US Library of Congress. [10 Technologien, die Ihr Leben verändern werden]

"Natürlich, diese Schätzungen sind alle ein wenig albern, aber meiner Meinung nach ist sie Hilfe, um einer Vorstellung davon, wie klein dieser Speichergerät wirklich," Otte sagte Leben Wissenschaft.

Informationsflut

Wie die Welt mehr Daten erzeugt, suchen Forscher nach Möglichkeiten zum Speichern von Informationen auf so wenig Raum wie möglich. Der neue atomic Speichergeräte, die Forscher entwickelt können mehr als 500 Billionen Bits pro Quadratzoll (6,45 Quadratzentimeter) Daten speichern – über 500 Mal mehr Daten als die besten kommerziellen Festplatte derzeit, nach Ansicht der Wissenschaftler, die die neuen Geräte erstellt.

Die Wissenschaftler erstellt ihre atomaren Speichergerät mit einem Rastertunnelmikroskop, die eine extrem scharfe Nadel verwendet, um über Oberflächen zu scannen, wie eine blinde Person seine oder ihre Finger über eine Seite der Braille-Schrift zu lesen laufen würde. Scanning tunneling Mikroskop Sonden kann nicht nur Atome zu erkennen, sondern auch schubsen sie herum.

Computer Daten repräsentieren als 1 s und 0 s — Binärziffern genannt, die bits, die sie ausdrücken, indem flicking winzige, Schalter-wie Transistoren, entweder aktiviert oder deaktiviert. Der neue atomic Speichereinrichtung repräsentiert jedes Bit als zwei mögliche Standorte auf einer Kupferoberfläche; ein Chloratom zwischen diesen beiden Positionen hin und her schieben kann, erklärt der Forscher.

"Wenn das Chloratom in der oberen Position ist, gibt es ein Loch darunter – wir nennen dies eine 1" Otte sagte in einer Erklärung. "Wenn das Loch in der oberen Position und das Chloratom daher auf dem Boden, ist dann das Bit 0 ist." (Jedes quadratische Loch ist etwa 25 Picometer oder Trillionths von einem Meter, Tiefe.)

Die Bits werden durch Reihen von anderen Chloratome voneinander getrennt. Diese Zeilen konnte die Bits im Platz für mehr als 40 Stunden halten die Wissenschaftler fanden heraus. Dieses System der Atome zusammen packen ist viel stabiler und zuverlässiger als atomare Speicher Strategien, die lose Atome beschäftigen, sagte der Forscher. Ist [wie groß das Internet wirklich?]

Diese Atome wurden in 127 64-Bit-Blöcke unterteilt. Jeder Block wurde mit einem Marker der Löcher bezeichnet. Diese Marker sind ähnlich wie die QR-Codes jetzt oft in anzeigen und Tickets verwendet. Diese Marker können die genaue Lage der einzelnen Datenblöcke auf der Kupferoberfläche beschriften.

Die Markierungen können auch einen Block beschriften, da beschädigt; Vielleicht war diese Schäden durch einige Verunreinigungen oder Fehler in der Kupferoberfläche — etwa 12 Prozent der Blöcke eignen sich nicht für die Datenspeicherung durch solche Probleme nach Angaben der Forscher. Alles in allem könnte diese geordnete System der Marker atomare Speicher Skala bis zu sehr großen Größen, helfen, selbst wenn die Kupferoberfläche, die, der auf die Daten codiert ist, nicht ganz perfekt ist sie sagten.

Ein großer Schritt

Alles in allem festgestellt die Wissenschaftler, dass dieses Proof of Principle Gerät aktuelle State-of-the-Art-Festplatten in Bezug auf die Speicherkapazität deutlich übertrifft.

Ebenso beeindruckend wie Erstellen von atomaren Speichergeräte ist, Otte sagte, dass für ihn "die wichtigste Folgerung überhaupt nicht den Datenspeicher selbst."

Stattdessen demonstriert für Otte, atomare Speicher einfach wie gut Wissenschaftler jetzt Geräte auf der Ebene der Atome konstruieren können. "Sehe ich nicht, an dieser Stelle wo dies führen wird, aber ich davon überzeugt bin, dass es viel spannender als nur die Speicherung von Daten, werden", sagte Otte.

Die Schaffung von atomarer Skala Maschinen wurde erstmals im Jahre 1959 von Nobelpreisträger vorgeschlagen, dass Physiker Richard Feynman in einem berühmten Vortrag betitelt "Es gibt viel Platz an der Unterseite." Um zu Ehren von Feynman codiert die Forscher 160 Wörter aus Feynmans Vorlesung auf eine Fläche 100 Nanometer breit. [Mad Genies: 10 seltsame Geschichten über berühmte Wissenschaftler]

"Nur zu stoppen und für einen Moment denken, wie weit wir als Menschen haben, die wir jetzt Ingenieur kann Dinge mit diesem erstaunliches Maß an Präzision und staunen über die Möglichkeiten, die es geben kann", sagte Otte.

Lesen ein Block von Bits dauert derzeit ca. 1 Minute und umschreiben derzeit einen Block von Bits benötigt ca. 2 Minuten, sagten die Forscher. Allerdings bemerkten sie, dass es möglich zu beschleunigen, dieses System ist, indem Sonden über die Oberflächen dieser atomare Speicher-Geräte, potentiell für Lese- und Schreibgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 1 Million Bits pro Sekunde schneller bewegen.

Futuristische tech

Dennoch warnte die Forscher, dass atomare Speicher nicht in großen Rechenzentren Nächster Datensatz wird. Derzeit arbeiten diese atomare Speichergeräte nur in sehr sauberen Vakuum Umgebungen, wo sie können nicht kontaminiert werden und erfordern Kühlung mit flüssigem Stickstoff, Treibstoffleitungen Temperaturen von minus 321 Grad Fahrenheit (minus 196 Grad Celsius, oder 77 Kelvin) verhindern, dass die Chloratome zuckend um.

Dennoch sagte solche Temperaturen sind "leichter zu erhalten als Sie vielleicht denken", Otte. "Viele Kernspintomographen in Krankenhäusern sind bereits auf 4 Kelvin (minus 452 Grad Fahrenheit oder minus 269 Grad Celsius), ständig also überhaupt nicht undenkbar, dass zukünftige Lagermöglichkeiten in Rechenzentren auf [flüssigem Stickstoff Temperaturen] gehalten werden konnten."

Zukünftige Forschung untersuchen verschiedene Kombinationen von Materialien, die atomare Speicher "Stabilität bei höheren Temperaturen, vielleicht sogar Raumtemperatur" helfen können, sagte Otte.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert online-heute (18. Juli) in der Zeitschrift Nature Nanotechnology.