Ученые смогли записать бит данных, используя всего 12 атомов

Сегодня жесткие диски оснащены чрезвычайно крошечными электромагнитами для выравнивания спинов атомов в металлической пленке, которая вращается под ним. Когда спины около миллиона этих атомов ориентированы в одном направлении, их коллективное магнитное поле можно обнаружить с помощью электромагнита при следующем проходе. Это означает, что миллионная группа атомов хранит один бит данных - 1 или 0 в двоичном коде.

К сожалению, это коллективное магнитное поле влияет также на смежные биты, ограничивая то, как близко они могут быть упакованы. Теперь Андреас Хайнрих из IBM Research Almaden в Сан-Хосе, штат Калифорния, и его коллеги создали наименьшее хранилище битов - они могут быть упакованы гораздо более тесно, чем существующие сегодня.

Фокус в том, чтобы заставить соседние атомы вращаться в противоположных направлениях. Это выравнивание, называемое антиферромагнетизмом, не создает внешнего магнитного поля.

С помощью сканирующего туннельного микроскопа, исследователи смогли закодировать бит данных, используя всего 12 атомов железа, хранящегося при температуре всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Меньшие числа атомов были слишком нестабильны, чтобы выступать в качестве бита - без соседей, чтобы взаимодействовать с ними и стабилизировать их, атомы ведут себя как квантовые объекты, которые существуют в разных спиновых состояниях одновременно.

Команда помещает восемь из 12-атомных битов бок о бок, создавая байт данных, сделаный из 96 атомов. Поскольку в каждом кластере из 12 атомов отсутствует магнитное поле, биты могут быть размещены вместе очень тесно, создавая байт в 100 раз плотнее, чем те, которые используются в жестких дисках сегодня. "Вы можете упаковать эти вещи так близко, как вы хотите", говорит Генрих.