Yra posakis, kad duomenų kiekis visada auga, kol jie užpildo visą laisvą vietą. Turbūt prieš dvidešimt metų buvo įprasta kompiuteryje laikyti programinę įrangą, MP3 muziką, filmus ir kitus failus, kurie per daugelį metų galėjo kauptis. Tais laikais, kai standieji diskai galėjo talpinti dešimtis gigabaitų atminties, jie beveik neišvengiamai baigėsi perpildymu.
Dabar, kai prieinamas greitas plačiajuosčio interneto ryšys ir net nesiryžtame atsisiųsti 4,7 GB talpos DVD, duomenų saugojimas yra dar greitesnis. Manoma, kad bendras kompiuteriuose saugomų duomenų kiekis visame pasaulyje išaugs nuo 4,4 trilijono gigabaitų 2013 m. Iki 44 trilijonų 2020 m. Tai reiškia, kad vidutiniškai per dieną sugeneruojame apie 15 milijonų gigabaitų. Nepaisant to, kad kietieji diskai dabar matuojami tūkstančiais gigabaitų, o ne dešimtimis, mes vis dar turime saugojimo problemą.
- „Salik.biz“
Daugybė tyrimų ir plėtros yra skirta naujiems duomenų saugojimo būdams, kurie leistų gauti didesnį tankį ir tokiu būdu išsaugoti daugiau informacijos, naudojant didesnį energijos vartojimo efektyvumą. Kartais taip yra dėl žinomų ir gerai žinomų metodų atnaujinimo. Pavyzdžiui, IBM neseniai paskelbė apie naują technologiją. Jų magnetinė juosta gali kaupti 25 gigabaitus informacijos viename kvadratiniame colyje (apie 6,5 kvadratinio centimetro) - tai yra naujas šešiasdešimties metų senumo technologijos rekordas. Nors šių dienų kietųjų diskų kietojo disko tankis yra didesnis, maždaug 200 gigabaitų viename kvadratiniame colyje, magnetinės juostos vis dar naudojamos duomenų atsarginėms kopijoms kurti.
Tačiau šiuolaikiniai duomenys duomenų saugojimo srityje jau nagrinėja atskirus atomus ir molekules, o tai objektyviai yra paskutinė technologinės miniatiūrizacijos riba.
Monatominiams ir monomolekuliniams magnetams nereikia palaikyti ryšį su kaimynais, kad būtų išsaugota jų magnetinė atmintis. Esmė ta, kad čia atminties efektas kyla iš kvantinės mechanikos dėsnių. Kadangi atomai ar molekulės yra daug mažesni nei šiuo metu naudojami magnetiniai domenai ir gali būti naudojami atskirai, o ne grupėse, jie gali būti „supakuoti“griežčiau, o tai gali sukelti didžiulį duomenų tankio šuolį.
Toks darbas su atomais ir molekulėmis nebėra mokslinė fantastika. Magnetinės atminties poveikis vienmolekuliniams magnetams pirmą kartą buvo atrastas dar 1993 m., Panašus poveikis vienatūriams magnetams buvo įrodytas 2016 m.
Pagrindinė problema, su kuria susiduria šios technologijos nuo laboratorijos iki masinės gamybos, yra tai, kad jos dar neveikia esant normaliai aplinkos temperatūrai. Tiek vienatūriams, tiek vienmolekuliniams magnetams reikalingas aušinimas skystu heliu (iki -269 ° C temperatūros), ir tai yra brangus ir ribotas išteklius. Tačiau neseniai Mančesterio universiteto chemijos mokyklos tyrimų grupė pasiekė magnetinę histerezę arba magnetinės atminties efekto atsiradimą vienos molekulės magnetu - 213 ° C temperatūroje, naudodama naują molekulę, gautą iš retųjų žemės elementų, kaip rašoma jų laiške. į žurnalą „Nature“. Taigi, atlikę 56 laipsnių šuolį, jie buvo tik 17 laipsnių nuo skysto azoto temperatūros.
Tačiau yra ir kitų problemų. Norint iš tikrųjų saugoti atskirus duomenų bitus, molekulės turi būti pritvirtintos prie paviršių. Anksčiau tai buvo pasiekta naudojant vienmolekulinius magnetus, bet ne naujausios kartos aukštos temperatūros magnetus. Tuo pačiu metu šis poveikis jau buvo įrodytas ant paviršiaus pritvirtintiems pavieniams atomams.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pagrindinis bandymas yra neardomo informacijos apie atskirus atomus ir molekules skaitymas. Šį tikslą pirmą kartą 2017 m. Pasiekė IBM tyrėjų komanda, kuri pademonstravo mažiausią magnetinio saugojimo įrenginį, pastatytą remiantis monatominiu magnetu.
Nepaisant to, ar monatominės ir vienmolekulinės atminties įtaisai iš tikrųjų bus pritaikyti praktikoje ir taps plačiai paplitę, fundamentinio mokslo laimėjimų šia kryptimi negalima paneigti tiesiog fenomenaliais. Tyrimų grupių, dirbančių su vienmolekuliniais magnetais, sukurti sintetinės chemijos metodai šiandien leidžia sukurti molekules, pasižyminčias individualiomis magnetinėmis savybėmis, kurios bus pritaikytos skaičiuojant kvantus ir net atliekant magnetinio rezonanso tomografiją.
Igoris Abramovas