Terabajty w małym krysztale. Naukowcy z Chicago pokazują przyszłość przechowywania danych
W branży jubilerskiej im kamień jest doskonalszy, tym cenniejszy. Okazuje się, że jeśli chodzi o nowe technologie, może być zupełnie odwrotnie. Naukowcy z Chicago opracowali metodę przechowywania danych, która opiera się na skazach kryształu.
Oczywiście nie mówimy tu o wadach widocznych gołym okiem. Z racji tego, że od współczesnych nośników wymaga się pojemności idącej w terabajty, tutaj – mając na uwadze wielkość magazynu na dane – rzeczone nieregularności muszą przyjąć postać możliwie najmniejszą. Innymi słowy, mówimy o przesunięciach zbliżonych skalą do wielkości atomów.
Dane przechowywane w krysztale
Technologia potrzebna do stworzenia potencjalnie rewolucyjnego nośnika danych jest dość nietypowa. Naukowcy wykorzystują bowiem techniki kwantowe i badania nad używanymi np. w szpitalach i radiologii dozymetrami promieniowania, aby stworzyć coś zupełnie nowego i zarazem wykraczającego poza typowe dla tych dziedzin obszary badawcze.
Znaleźliśmy sposób na zintegrowanie fizyki ciała stałego stosowanej w dozymetrii promieniowania z grupą badawczą, która mocno pracuje w kwantach, chociaż nasza praca nie jest dokładnie kwantowa. Istnieje zapotrzebowanie na osoby, które prowadzą badania nad systemami kwantowymi, ale jednocześnie istnieje zapotrzebowanie na poprawę pojemności pamięci klasycznych pamięci nieulotnych. I to na tym interfejsie między kwantowym a optycznym przechowywaniem danych opiera się nasza praca".
W pracy nad nośnikiem danych wykorzystano jeden z pierwiastków metali ziem rzadkich – prazeodym, a także kryształy tlenku itru. Zaletą przedstawionego procesu jest jednak to, że można go wykorzystać również w przypadku innych substancji. Tak czy inaczej materiał jest tu aktywowany przy wykorzystaniu wiązki lasera ultrafioletowego, który powoduje, że uwalniane są elektrony, te zaś następnie są zatrzymywane przez defekty kryształu – czyli np. przerwy w jego strukturze.
Każda komórka pamięci to pojedynczy brakujący atom – pojedynczy defekt. Teraz można zmieścić terabajty bitów w małym sześcianie materiału o rozmiarze zaledwie milimetra. Wykazaliśmy, że w tym milimetrowym sześcianie znajduje się co najmniej miliard takich pamięci – klasycznych, tradycyjnych pamięci – opartych na atomach.
Naukowcy są oczywiście w stanie określić, które z tak powstałych "komórek pamięci" są naładowane, a które nie – tym samym więc czy przyjmują stan wysoki, czy niski. A stąd już dość niedaleka droga do tworzenia pamięci masowej o niewyobrażalnych pojemnościach. Trzeba jednak zauważyć, że praca naukowa ma charakter akademicki i rozwiązaniem tym w dalszej kolejności musieliby się zainteresować wytwórcy pamięci, by po opracowaniu odpowiednich procesów technologicznych wdrożyć produkcję na skalę przemysłową.
