Cuộc cách mạng ngành điện toán: Lưu trữ dữ liệu cấp độ nguyên tử
Cuộc cách mạng lớn ngành điện toán
Mặc dù công nghệ điện toán và bán dẫn đã tiến bộ rất nhiều, nhưng cho tới nay những bit nhớ nhỏ nhất cũng tốn đến hàng ngàn nguyên tử (để tạo thành một transistor). Mới đây một nhà nghiên cứu người Thụy Sỹ vừa công bố một kết quả nghiên cứu có thể thu nhỏ từng bit nhớ tới cấp từng nguyên tử.
0 và 1 là các bit nhớ cơ bản nhất của mọi thiết bị điện toán mà chúng ta đang dùng, từ máy tính cho tới smartphone tablet... Ngày nay, phần lớn chúng được lưu trữ trên các ổ cứng từ (HDD) hoặc ổ thể rắn (Flash, SSD).
Nhưng để lưu trữ được một bit nhớ như thế, các công ty công nghệ vẫn phải cần tối thiểu vài ngàn nguyên tử vật chất. Vì thế, dung lượng bộ nhớ tối đa mà các thiết bị điện toán có thể đạt được vẫn luôn bị hạn chế.
Do vậy, nghiên cứu mới này có thể tạo ra cuộc cách mạng trong công nghệ điện toán, khi giúp thu nhỏ các bit nhớ tới hàng ngàn lần.
Trạng thái từ tính của một nguyên tử có thể dùng để chứa dữ liệu.
Nhà vật lý Fabian Natterer thuộc học viện École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Thuỵ Sỹ), mô tả ý nghĩa nghiên cứu của mình trước Hiệp hội Vật lý Mỹ: "Nếu anh có thể làm các bit nhớ nhỏ hơn, anh có thể chứa được nhiều thông tin hơn".
Cụ thể, Natterer và các đồng nghiệp đã tạo ra các bit nhớ siêu nhỏ dựa trên từ tính, bằng cách dùng các nguyên tử holmium (Ho) đặt lên bề mặt magnesium oxide (MgO). Trong đó, hướng từ trường của từng nguyên tử Ho sẽ đóng vai trò như các bit 0 và 1, tuỳ thuộc vào điểm cực bắc của nguyên tử quay lên hay quay xuống.
Bằng cách đo cường đồ dòng điện, các nhà nghiên cứu có thể xác định trạng thái từ tính của nguyên tử holmium.
Nhưng làm sao để "đọc và thay đổi" giá trị các bit nhớ trên? Các nhà nghiên cứu cho biết họ dùng các kính hiển vi quét xuyên hầm (STM). Bằng cách đo cường độ dòng điện chạy qua mạng lưới Ho và MgO, vốn thay đổi tuỳ theo hướng từ tính của Ho, các nhà nghiên cứu có thể xác định được nguyên tử này đang "quay lên" hay "quay xuống". Từ đó họ có thể quy định ra trạng thái 0 hay 1 cho bit nhớ.
Và để đảm bảo cho giá trị điện thế trong nguyên tử Ho được ổn định sau quá trình "ghi/đọc" bằng STM, nhóm nghiên cứu bổ sung thêm các nguyên tử sắt (Fe) đứng bên cạnh các nguyên tử Ho để theo dõi ảnh hưởng từ tính của nguyên tử Ho lên các nguyên tử Fe này.
Các nguyên tử sắt được bổ sung để đọc chính xác giá trị các bit nhớ.
Nếu bản nghiên cứu này của Natterer và các đồng nghiệp có thể triển khai thành sản phẩm thương mại, nó sẽ tạo ra một cuộc cách mạng cực lớn trong ngành điện toán, khi có thể gia tăng mật độ các bit nhớ lên hàng ngàn lần.
- Vì sao Google lại ra mắt chế độ ẩn danh (Incognito) trên Chrome? (Thứ bảy, 09:52:03 30/06/2018)
- Tìm hiểu những chiếc máy tính kỳ lạ ở thập niên 90 (Thứ tư, 12:00:04 10/05/2017)
- Phần cứng là gì? Các phần cứng cơ bản trên máy tính (Thứ Ba, 09:00:05 18/04/2017)
- Ổ cứng bé nhất thế giới với kích thước vừa một nguyên tử (Thứ tư, 17:00:00 22/03/2017)
- Dùng bàn phím máy tính suốt nhưng có chắc bạn biết công dụng... (Thứ sáu, 13:00:07 10/03/2017)
- Chế tạo máy tính lượng tử có thể giải quyết mọi vấn đề (Thứ bảy, 11:00:00 11/02/2017)
- Ổ cứng HDD và SSD là gì? Những tính năng vượt trội của ổ... (Thứ Ba, 21:31:09 03/01/2017)
- Những điều cần biết khi mua bộ nguồn máy tính dành cho người... (Thứ Ba, 09:35:04 03/01/2017)
- Cổng kết nối USB là gi? Cổng kết nối USB 2.0 và USB 3.0 có... (Thứ sáu, 09:37:05 30/12/2016)
- Phân biệt cổng kết nối USB 2.0 và USB 3.0 và những điều cần... (Thứ năm, 14:19:02 29/12/2016)
- Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn ngưng gội đầu trong vòng một năm?
- 7 thảm họa thiên nhiên có thể sắp xảy ra
- Sự thật về chế độ máy bay và 20 bí mật về điện thoại của bạn
- 7 bí ẩn trên Trái đất đã khiến khoa học đau đầu cả nghìn năm qua mà vẫn chưa có lời giải
- Các nhà thiên văn học bó tay trước sự tồn tại của hành tinh này
-
Cơ hội hiếm hoi quan sát hành tinh màu xanh da trời vài ngày tới
Thứ tư, 20:00:04 20/01/2021
-
EU cho hay: "Sâu bột an toàn, người có thể ăn được"
Thứ Ba, 23:30:09 19/10/2021
-
Hệ sao kỳ quái chưa từng thấy cách Trái đất 1.800 năm ánh sáng
Thứ Ba, 22:50:03 19/01/2021
-
Loài người có thể đơn độc trong vũ trụ
Thứ Ba, 22:35:03 19/01/2021
-
Chuyện về con nhện đi săn nhện: Thạo binh pháp như "Gia Cát Lượng", đầy mưu hèn kế bẩn để săn mồi bằng mọi giá
Thứ Ba, 21:27:05 19/01/2021
-
Bức thư tiết lộ những năm cuối đời đầy đau đớn của Napoléon
Thứ năm, 21:35:06 14/01/2021
-
Tàu chở hàng SpaceX lần đầu tự động tách khỏi trạm ISS
Thứ năm, 21:16:06 14/01/2021
-
Phát hiện chuẩn tinh cách Trái đất hơn 13 tỷ năm ánh sáng
Thứ năm, 20:45:08 14/01/2021