MY.UAНовини
Майбутнє зберігання даних: учені навчилися записувати трильйони бітів у дрібному кристалі
Майбутнє зберігання даних: учені навчилися записувати трильйони бітів у дрібному кристалі

Майбутнє зберігання даних: учені навчилися записувати трильйони бітів у дрібному кристалі

Учені змогли використати окремі відсутні атоми в кристалах як комірки пам'яті, упаковуючи терабайти даних у міліметровий куб. В основі технології лежать рідкісноземельні елементи та активація на основі світла. Це абсолютно нова система зберігання даних, не схожа на все, що ми бачили в класичній обчислювальній техніці.

Революція у зберіганні даних

Зберігання даних завжди базувалося на простому принципі: об'єкт, який перемикається між "увімкненим" і "вимкненим" станом, може використовуватися для зберігання інформації. У сучасних комп'ютерах двійковий код – одиниці та нулі – приймає різні фізичні форми. Транзистори представляють ці стани, працюючи при високій або низькій напрузі. На компакт-диску "одиниця" з'являється там, де крихітна поглиблена ямка переходить у рівну поверхню, тоді як "нуль" – це область без змін, повідомляє 24 Канал з посиланням на дослідження, опубліковане в Nanophotonics.

Традиційно фізичний розмір цих двійкових компонентів обмежував обсяг даних, який може зберігати пристрій. Тепер дослідники з Прітцкерської школи молекулярної інженерії Чиказького університету (UChicago PME) розробили метод кодування одиниць і нулів за допомогою кристалічних дефектів — недосконалостей на атомному рівні. Цей прорив може значно збільшити ємність комп'ютерної пам'яті, оскільки навіть на одному квадратному міліметрі простору можуть вміститися трильйони атомів.

Як це працює

Кожна комірка пам'яті – це один відсутній атом, один дефект. Тепер ви можете упакувати терабайти бітів у невеликому кубі матеріалу розміром лише в міліметр, – каже доцент Чиказького фізико-технічного університету Тянь Чжун.

Це дослідження почалося під час захисту докторської дисертації одного з винахідників, Леонардо Франси. Він вивчав дозиметри – прилади, які фіксують, скільки радіації отримують працівники лікарень, синхротронів та інших радіаційних установок під час роботи.

"У лікарнях та прискорювачах елементарних частинок, наприклад, необхідно відстежувати, яку дозу радіації отримують люди. Існують матеріали, які мають здатність поглинати радіацію і зберігати цю інформацію протягом певного часу", – каже Франса.

Незабаром він захопився тим, як за допомогою оптичних методів, тобто освітлення, можна маніпулювати й "читати" цю інформацію.

"Коли кристал поглинає достатню кількість енергії, він вивільняє електрони та отвори. І ці заряди захоплюються дефектами. Ми можемо зчитувати цю інформацію. Ви можете випустити електрони, і ми зможемо прочитати інформацію за допомогою оптичних засобів", – додав учений.

Незабаром Франса побачив потенціал для зберігання пам'яті. Він приніс цю неквантову роботу до квантової лабораторії Тянь Чжуна, щоб створити міждисциплінарну інновацію з використанням квантових методів для побудови класичної пам'яті.

"Ми створюємо новий тип мікроелектронного пристрою, технологію, натхненну квантовими технологіями", – сказав Чжун.

Для створення нової технології зберігання даних команда додала іони "рідкоземельних елементів", групи елементів, також відомих як лантаноїди, до кристалу. Зокрема, вони використовували рідкоземельний елемент під назвою празеодим та кристал оксиду ітрію, але процес, про який вони повідомили, може бути виконаний з різними матеріалами, використовуючи переваги потужних, гнучких оптичних властивостей рідкоземельних елементів.

"Добре відомо, що рідкісноземельні елементи мають специфічні електронні переходи, які дозволяють вибирати певні довжини хвиль лазерного збудження для оптичного контролю, від ультрафіолетового до ближнього інфрачервоного діапазону", – говорить Леонардо Франса.

На відміну від дозиметрів, які зазвичай активуються рентгенівськими або гамма-променями, пристрій зберігання даних активується простим ультрафіолетовим лазером. Лазер стимулює лантаноїди, які, своєю чергою, вивільняють електрони. Електрони затримуються деякими дефектами оксидного кристала, наприклад, окремими прогалинами в структурі, де мав би бути один атом кисню, але його немає. У природі неможливо знайти кристали, які б не мали дефектів. Тому їх усі можна використати для запису, навіть якщо це штучно створені кристали.

Хоча кристалічні дефекти часто використовуються у квантових дослідженнях для створення "кубітів" у дорогоцінних каменях, команда з Чикаго знайшла їм інше застосування. Вони змогли визначити, коли дефекти заряджені, а коли ні. Позначивши заряджену прогалину як "одиницю", а незаряджену "нулем", вони змогли перетворити кристал на пристрій зберігання пам'яті в масштабі, небаченому в класичних обчисленнях.

На жаль, вони не кажуть нічого про те, чи можна буде адаптувати цю технологію під споживче використання, коли і скільки це може коштувати. Ми також нічого не знаємо про швидкість читання інформації з кристалів. Але цілком можливо, що в не дуже віддаленому майбутньому наші смартфони (або принаймні ПК), зможуть зберігати сотні терабайтів даних.

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
"Як риба у воді": генерал НАТО назвав удари ЗСУ по РФ "екстремально ефективними"
GlavRed
2025-04-03T22:00:59Z
У НАТО заявили про підготовку до передачі додаткових F-16 Україні
24tv
2025-04-03T21:54:17Z
Акція Макдональдса з Майнкрафтом викликала ажіотаж у великих містах України
Факти ICTV
2025-04-03T21:42:19Z
Чоловік Заворотнюк привіз доньку на могилу матері: який вона має вигляд
GlavRed
2025-04-03T21:27:51Z
"Невеликий контрнаступ": головнокомандувач НАТО підтвердив операцію ЗСУ в Бєлгородській області
Фокус
2025-04-03T21:27:51Z
Ми все ще опрацьовуємо це питання, – Паліса про контракти для вже мобілізованих
24tv
2025-04-03T21:00:45Z
"Стосується і чоловіків, і жінок": в ОП заявили, що Україна потребує змін в мобілізації
Фокус
2025-04-03T21:00:04Z
Число українських біженок у Польщі, які хочуть повернутися в Україну, значно зменшилося — опитування
Antikor
2025-04-03T20:36:24Z
Коли пролунає останній дзвоник та буде випускний у школах Рівного
24tv
2025-04-03T20:27:30Z
Зеленський: Українські підрозділи ведуть бойові дії на території ворога — це великий результат війни
Antikor
2025-04-03T21:42:48Z
На Покровському напрямку ЗСУ знешкодили більше 400 окупантів - Генштаб
Gazeta UA
2025-04-03T21:18:59Z
Вибухи в Дніпрі та Броварах: у Києві працює ППО
Antikor
2025-04-03T21:06:12Z
Росія атакує Харків "шахедами": є влучання в будинки, виникла пожежа
Лига
2025-04-03T21:00:30Z
Київ та область атакують ворожі дрони, працює ППО
ГЛАВКОМ NET
2025-04-03T20:48:46Z
Тривога в Києві та кількох областях через загрозу "шахедів"
Antikor
2025-04-03T20:48:43Z
В Україні на вихідних очікується різке похолодання та сніг
ZN UA
2025-04-03T20:40:47Z
На Донеччині залишаються близько 284 тисяч цивільних: евакуація триває
Хвиля
2025-04-03T20:36:07Z
Робота в Києві: де пенсіонерам обіцяють зарплату від 23 тисяч
Политека
2025-04-03T20:00:46Z
Сибіга запевнив Рубіо, що Україна хоче угоди про надра зі США
Европейская правда
2025-04-03T22:03:12Z
«Трамп симулює обурення Росією. Він не заслуговує на довіру», – сенатор
Antikor
2025-04-03T22:00:21Z
Бізнес США готовий зайняти нішу європейських компаній у РФ, обговорюється відновлення авіасполучення, – спецпредставник Путіна
Antikor
2025-04-03T21:57:58Z
Росія та США «тиснуть руки». Посланець Путіна з Вашингтону говорить про позитивну динаміку
ГЛАВКОМ NET
2025-04-03T21:57:44Z
У МЗС Китаю прокоментували нові тарифи Трампа: у торгівельних війнах переможців не буває
ZN UA
2025-04-03T21:43:37Z
Росія і США досягли прогресу в переговорах про припинення вогню, - Дмитрієв
Antikor
2025-04-03T21:42:26Z
Україна поки не вела переговори з США щодо нових пакетів військової допомоги
Antikor
2025-04-03T21:36:02Z
"Захоплюємося Путіним": батько Маска розкрив ставлення своєї сім'ї до диктатора РФ
GlavRed
2025-04-03T21:33:44Z
Армія Росії підпорядковується спецслужбам: Путін не довіряє своїм генералам, – The Economist
Antikor
2025-04-03T21:21:18Z
Жан-Клод Ван Дам фігурує у справі про торгівлю людьми: розслідування DIICOT
Украина Криминальная
2025-04-03T21:57:05Z
Богдана Бутусова – "Щастя" – 5 місце чарту FM-TV минулого тижня.
FM-TV
2025-04-03T21:48:20Z
Нестандартний набір дорослої дівчинки: що в сумці у Каті Осадчої
GlavRed
2025-04-03T21:27:41Z
Особлива естетика та атмосфера: 4 високорейтингові серіали про офісних працівників
24tv
2025-04-03T20:30:50Z
"Не хочу з вами працювати": розкрито грандіозну таємницю Софії Ротару
GlavRed
2025-04-03T20:27:18Z
"Зайчик" Сердючки відреагував на чутки про роман з Данилком: "Хтось з кимось спав"
GlavRed
2025-04-03T19:27:40Z
Таємниці дружини голови КРАІЛ: Як Катерина Руда стала об’єктом публічної уваги
Antikor
2025-04-03T19:15:25Z
Захоплює чи розчаровує: що варто знати про напружений трилер "Голланд" з Ніколь Кідман
24tv
2025-04-03T18:57:54Z
"Кожна хвилина важлива": Позитив відверто заговорив про доньку і випустив трек, на який чекали 6 років
GlavRed
2025-04-03T18:27:48Z
Челсі — Тоттенгем 1:0 Відео гола та огляд матчу АПЛ
Football.ua
2025-04-03T22:03:15Z
ЮКСА підписала сина Ромаріо
Football.ua
2025-04-03T21:57:47Z
Постекоглу встановив черговий антирекорд в якості керманича Тоттенгема
Football.ua
2025-04-03T21:46:58Z
Пу-холуйство: президенту ФІФА нейметься повернути російського агресора в міжнародний футбол
Украина Криминальная
2025-04-03T21:09:05Z
Талант Ювентуса зацікавив деякі клуби АПЛ і Бундесліги
Football.ua
2025-04-03T21:06:57Z
Президент ФІФА видав ганебну заяву щодо повернення Росії
24tv
2025-04-03T20:48:00Z
Палмер відзначився асистом за Челсі вперше за понад чотири місяці
Football.ua
2025-04-03T20:40:53Z
Калулу хоче залишитися в Ювентусі – Скіра
Football.ua
2025-04-03T20:18:36Z
УЄФА не планує повертати російські команди до міжнародних змагань
Football.ua
2025-04-03T20:03:42Z
Експорт залізної руди України під загрозою: світовий ринок очікує падіння цін
Antikor
2025-04-03T21:48:30Z
Ціни на автомобілі можуть підскочити до $20 000 за одиницю: мита Трампа вдарять майже по кожній галузі в усьому світі, — FT
Antikor
2025-04-03T21:39:17Z
Україна отримала від Польщі ще п'ять тисяч терміналів Starlink
УкраинФорм
2025-04-03T21:27:53Z
Фондовий ринок США зазнав найбільшого обвалу з 2020 року
Факти ICTV
2025-04-03T21:21:13Z
Ціни на нафту падають через збільшення видобутку країнами ОПЕК+ та американські мита
ZN UA
2025-04-03T21:04:03Z
Крипторезерв США не змінить ринок миттєво, але створює умови для зростання
InternetUA
2025-04-03T20:52:34Z
Криптовалюти стрімко дешевшають через дії США – WSJ
iPress
2025-04-03T20:33:46Z
Українська кукурудза може замінити американську через нові мита Трампа
iPress
2025-04-03T20:33:00Z
США допускають скасування мит, Україна готова скористатися можливістю – Качка
Факти ICTV
2025-04-03T20:18:59Z
Як сіллю очистити дім від лихого ока: негатив зникне миттєво
24tv
2025-04-03T21:51:01Z
Афганський казан – ваш надійний помічник на кухні
Взгляд
2025-04-03T21:30:30Z
На будь-який смак та вподобання: 3 легкі рецепти глазурі на паску
24tv
2025-04-03T21:00:14Z
Як допомогти коту, який не може поїсти без вашої присутності: пояснення ветеринарки
Знай
2025-04-03T19:51:54Z
Навіть старе насіння "пробудиться" і дасть небачений урожай: замочіть його у копійчаному засобі
24tv
2025-04-03T19:51:03Z
Суп, який обожнюють усі: рецепт неймовірно смачної солянки
24tv
2025-04-03T19:39:57Z
Як зробити свій будинок екологічним: прості кроки до зеленого житла
24tv
2025-04-03T18:57:13Z
Різниця у віці, кажуть експерти, не завада для щасливого кохання – але є важлива умова
24tv
2025-04-03T18:51:14Z
Чому не можна сідати на чуже ліжко: цих деталей ви точно не знали
24tv
2025-04-03T18:12:13Z
Через атаку російських дронів на Харків загинули дві людини, у місті масштабна пожежа та велика кількість поранених - Терехов
ZN UA
2025-04-03T22:01:02Z
У Харкові після атаки дронів 32 постраждалих, двоє загиблих, ще троє під завалами
Antikor
2025-04-03T21:54:24Z
У Вінниці суд обрав запобіжний захід жінці, підозрюваній у викраденні предметів з могили загиблого бійця Азову "Грєнки"
Antikor
2025-04-03T20:42:08Z
Вибухи у Запорізькій області: працює ППО
Antikor
2025-04-03T20:03:09Z
На США обрушилася серія торнадо: вже є загиблі
Фокус
2025-04-03T20:00:11Z
У Португалії масштабні обшуки через корупцію в IT-контрактах на 17 млн євро
InternetUA
2025-04-03T19:51:48Z
Харків знову під атакою "шахедів": влучання по двоповерховому будинку, є постраждалі
Antikor
2025-04-03T19:33:59Z
Росіяни вдарили по Харкову «шахедами», виникла пожежа
ГЛАВКОМ NET
2025-04-03T19:12:23Z
Співробітницю ТЦК на Закарпатті Лівик підозрюють у схемі продажу «білих квитків»
Antikor
2025-04-03T18:45:03Z
Знижує тиск і полегшує біль: чому сексом треба займатись частіше
Gazeta UA
2025-04-03T21:39:13Z
Як 2 хвилини стрибань допомагають позбутися токсинів та зміцнюють імунітет
Знай
2025-04-03T20:51:16Z
Колд брю та еспресо: у чому різниця між напоями та який краще обрати
24tv
2025-04-03T19:45:52Z
Чи можна їсти яйця щодня
24tv
2025-04-03T19:06:08Z
Чи допоможуть 10 тис кроків на день скинути вагу: експерти дали відповідь
GlavRed
2025-04-03T18:27:46Z
Навіщо насправді в дитячому садку тиха година - справжню причину знають не всі
GlavRed
2025-04-03T18:27:29Z
Чому головний біль посилюється при яскравому світлі
Знай
2025-04-03T17:51:50Z
Цвіль, вологість або шум з вулиці: на якому поверсі найкраще купувати квартиру
24tv
2025-04-03T17:09:48Z
Як батьківство впливає на ризик депресії
24tv
2025-04-03T17:03:28Z
Штучний інтелект повернув жінці втрачений 18 років тому голос
InternetUA
2025-04-03T20:31:23Z
Справжній шедевр зі звичайних яєць - рецепт сніданку за 15 хвилин
GlavRed
2025-04-03T19:27:42Z
Кого замінять роботи: список професій
ГЛАВКОМ NET
2025-04-03T19:18:43Z
Альтернатива Starlink на підході: що відомо про запуск нових інтернет-супутників
Фокус
2025-04-03T18:51:11Z
Попри холодний вітер та кригу: українські вчені проводять в Антарктиці важливе дослідження
24tv
2025-04-03T18:45:39Z
Не неї всі задивлятимуться: як зробити волохату паску, яка розірвала інтернет
24tv
2025-04-03T18:27:20Z
Шахраї відкрили полювання на українців у Telegram та Signal: три схеми обману
InternetUA
2025-04-03T18:22:21Z
Merz Gambit: Germany starts historic rearmament
ГЛАВКОМ NET
2025-04-03T18:00:27Z
Тіктоку загрожує понад €500 млн штрафу за передачу даних європейських користувачів до Китаю, — Bloomberg
Детектор М
2025-04-03T17:48:41Z
Ford повертає працівникам можливість придбати автомобілі за спеціальними умовами саме перед тим, як все зміниться
Топ Жир
2025-04-03T22:00:36Z
У Японії Subaru вдягнула новий Forester у дизайн, натхнений самураївською бронею
Топ Жир
2025-04-03T21:15:41Z
Ексклюзивні моделі Mercedes-AMG CLE 53 Manufaktur поєднують в собі характер і високу продуктивність
Топ Жир
2025-04-03T20:30:20Z
Ford анонсує ще 4 відкликань через проблеми з якістю
Топ Жир
2025-04-03T19:45:04Z
Чи подорожчають авто зі США через нові мита
24tv
2025-04-03T18:36:13Z
VW представляє нову пікап в Південній, але не Північній Америці
Топ Жир
2025-04-03T17:45:23Z
Kia готується до боротьби на Тазманії і не виключає конкуренцію Ford Ranger Raptor
Топ Жир
2025-04-03T17:15:39Z
Шлях одного поршня через шість кордонів, перш ніж він працює у вашому американському вантажівці
Топ Жир
2025-04-03T15:45:41Z
Новий футуристичний електрокросовер Honda 0 вперше показали на публіці
Фокус
2025-04-03T15:36:30Z