IBM研究人员制造出世界上最小的磁体, 硬盘要降价10万倍

发布时间:2017-12-25 14:01:42来源:世界之最点击:[手机版]

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IBM研究人员制造出世界上最小的磁体, 硬盘要降价10万倍

IBM在圣何塞研究机构工作的国际研究团队最近宣布,他们创造了世界上小的磁体 - 它是由一个原子制成的。 在他们发表在Nature杂志上的论文中,团队描述了他们的成就,作为使用经典方法减小磁存储介质大小的最终限制 - 他们报告说他们能够使用微小的磁铁来存储单个数据位。

自从硬盘驱动器被发明以来,科学家一直努力工作,试图找出方法,使它们更小同时更密集的制造方法,,以便他们可以保存更多的信息。 正如IBM的团队所指出的,目前,需要大约100,000个原子来保存单个位的信息。 如果他们的单原子方法可以商业化,它将让苹果整个iTunes音乐库放进信用卡一样大小的磁盘上。

为了创建这种微小磁铁,团队使用扫描隧道显微镜操纵放置在氧化镁板上的钬原子 (以保持磁极稳定)。 对显微镜的探针施加电流来让原子在两个状态之间改变磁取向,团队发现这样就可以表示单个数据位的开/关状态,团队测量到了通过原子的磁流。 该团队还注意到,当原子距离接近单个纳米时,几个原子的状态都可以被读取或写入。

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IBM已经在扫描隧道显微镜研究方面投入了大量资金,这是他们发明的一项技术(Gerd Binnig和Heinrich Rohrer在1986年获得诺贝尔物理学奖)。 最近,他们还宣布他们开发了一种新技术,它提供了一种更好的方法来测量单个原子的磁场,最近在相关领域,IBM还宣布将提供世界上第一个商业“通用”量子计算服务 。

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当前一块硬盘在存储 1 bit 数据(0 或 1)的时候,需要占用大约 10 万个原子空间。但是周三的时候,IBM 研究院宣布他们已经破天荒地在单个钬原子上实现了磁记录(huǒ,67 号元素,符号 Ho),将存储密度提升到了一个全新的数量级。现代移动设备可以做到将个人曲库存储到一枚硬币上,但 IBM 的技术可以将苹果的完整曲库(2600 万首音乐)都塞进去。

然而,这项研究只是向知名物理学家 理查德·费曼(Richard Feynman)描绘的愿景迈出了一步。作为一名先锋学者,他很早就提出了可在原子尺度上工作的量子计算机的可行性。

费曼在 1983 年的一次谈话中提到:“原则上,我们可以打造一台用原子代表一行数字的设备,且每个原子都有两重状态”。

不过 IBM 研究员 Chris Lutz 表示,这项基础研究距离商用可能还有几十年的路要走。

这项工作不是简单的产品开发,而是研究如何开发出一款工具,并理解设备尺寸微型化到单个原子的极限之后会发生什么。我们会从单个原子开始着手,为新型信息技术的发明奠定基础。

这项技术想要变得实际,IBM 必须让原子级存储设备的制造具备一定的经济效益、数据的读写速度够快、且能够长期稳定保存。目前这项实验性技术只能存储数小时,但现实应用至少要保存数年。

IBM 是在 Almaden 研究实验室开发的这项技术,并且用到了一台专用的显微镜 —— 利用微量电流让原子翻动一下旋转方向,以分别表示 0 和 1 —— 然后通过测量原子的电磁参数来“读取”数据。

蓝色巨人对于基础研究向来很有耐心,比如在经过了数十年的研发之后,IBM 终于在本周开启了首个商用量子计算服务。

有关这项原子级磁记录研究的详情,已经刊登在近日出版的《自然》(Nature)期刊上。

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