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
В НАТО сделали заявление относительно войск в Украине
Корреспондент
2025-08-23T11:57:31Z
Трамп сегодня сделает заявление в Овальном кабинете
Корреспондент
2025-08-22T09:21:21Z
В документах Кремля прописана дата окончания войны: ГУР рассказали, когда россия отступит
Знай
2025-08-18T20:30:13Z
Известно, кто будет охранять Путина во время визита в США
Корреспондент
2025-08-13T07:27:53Z
Зеленский: разработка гарантий безопасности будет готова "в ближайшие дни"
Европейская правда
2025-08-23T13:03:20Z
В России умер пропагандист Кирилл Вышинский
Корреспондент
2025-08-23T11:24:48Z
Мелания Трамп передала Путину тайное письмо
TSN
2025-08-16T04:31:36Z
Ключевой помощник Путина считает вторжение в Украину ошибкой - СМИ
Корреспондент
2025-08-10T23:27:38Z
Антирекордная атака Путина: в Воздушных силах указали на неожиданную особенность обстрела
Comments UA
2025-08-21T09:57:21Z
Алла Пугачева решилась на резкий и неприятный шаг
Comments UA
2025-08-14T20:42:08Z
Леся Никитюк ошеломила эффектным видом фигуры в купальнике спустя два месяца после родов
TSN
2025-08-16T14:57:48Z
Обручальное кольцо Елены Зеленской. Как выглядит главное украшение первой леди Украины и сколько стоит
Telegraf
2025-08-13T18:09:43Z
Анна Кошмал после рождения второго ребенка не может похудеть и объяснила почему: "Все безрезультатно"
TSN
2025-08-16T16:06:52Z
Жена Бибера показала их подросшего сына и нежно поздравила его с первым днем рождения
TSN
2025-08-23T07:18:45Z
Охотятся чеченцы и Кремль: продюсер разоблачил страхи Олега Винника в Германии, Украина гудит от насмешек
Знай
2025-08-23T05:51:43Z
Киркоров ошарашил новым фото со своей скандальной дочкой
GlavRed
2025-08-15T12:57:42Z
Камалия шокировала предательством близкого человека: "Эту боль невозможно описать"
TSN
2025-08-14T10:36:22Z
Съемки клипа Макса Барских сорвались из-за баллистического обстрела
TSN
2025-08-15T14:21:32Z
В Виннице толпа "отбивала" мужчину, который был в розыске ТЦК: что произошло
UAToday
2025-08-23T10:03:44Z
Взрыв завода в РФ: резко увеличилось число пострадавших
Корреспондент
2025-08-15T14:06:46Z
Ракетная атака на Днепр: что известно о последствиях
TSN
2025-08-15T14:21:54Z
В Москве масштабный пожар: горят склады и кафе
Корреспондент
2025-08-17T00:03:36Z
В РФ задерживаются десятки поездов после атаки дронов
Корреспондент
2025-08-23T11:39:31Z
В Киеве упали обломки российского дрона
Корреспондент
2025-08-23T10:54:05Z
В Запорожье в результате атаки РФ погибли три человека, много раненых. ФОТО
Новости Украины
2025-08-18T10:33:02Z
На Волыни люди напали с камнями на служебный автомобиль ТЦК
Корреспондент
2025-08-19T18:06:56Z
Десятки взрывов: дроны массированно атаковали Россию ночью, под ударом непростой объект
Telegraf
2025-08-17T05:06:27Z
Курс валют в Украине 23 августа 2025: сколько стоит доллар и евро
VGorode
2025-08-23T08:33:37Z
Азербайджан может снять эмбарго на поставку оружия Украине
TSN
2025-08-11T01:21:49Z
Саратовский НПЗ в России остановил прием нефти после атаки беспилотников
Новости Украины
2025-08-11T19:30:20Z
Выгодно ли работать на пенсии: сколько прибавят за каждый месяц
Знай
2025-08-14T05:06:09Z
Доплаты к пенсии: кто может получить и как оформить
Знай
2025-08-23T07:07:08Z
Продуктовая корзина в США и Украине: блоггер показал, где дешевле цены
Знай
2025-08-23T06:21:17Z
Падение цены: в Украине подешевел один из овощей борщевого набора
ZN UA
2025-08-23T05:03:51Z
Курс валют на выходные, 23-24 августа: сколько стоят доллар, евро и злотый
TSN
2025-08-23T04:21:41Z
Пенсии, налоги и штрафы: какие изменения принесет 2026 год
Знай
2025-08-23T04:21:24Z
Три вечерних привычки, которые помогут быстро заснуть
Gazeta UA
2025-08-09T21:42:39Z
Диетологи раскрыли неожиданную пользу чернослива для организма, но есть важный нюанс
UAToday
2025-08-23T12:06:50Z
Названы 7 незаменимых продуктов для похудения тех, кому за 50
UAToday
2025-08-23T09:03:43Z
Сохраняются все витамины и минералы: овощи, которые нужно есть сырыми
Знай
2025-08-23T04:51:40Z
Перекусы, которые сожгут жир на животе за 30 дней: список
TSN
2025-08-23T04:21:40Z
Фаршированные баклажаны на зиму: надежный рецепт
Telegraf
2025-08-22T20:54:07Z
В Украине снова свирепствует коронавирус: какие симптомы новых подвидов и будет ли карантин
TSN
2025-08-22T18:36:18Z
Эти «сеточки» на теле сигнализируют о болезнях
Comments UA
2025-08-22T15:57:59Z
Нові штами COVID-19 вже в Україні, але локдаунів не буде — епідеміологиня
Апостроф
2025-08-22T15:51:57Z
Место силы и веры. Где в Украине находится украинский Иерусалим
Telegraf
2025-08-22T23:30:45Z
Какой завтра, 22 августа, праздник — все об этом дне, какой церковный праздник, что нельзя делать
TSN
2025-08-21T06:03:54Z
17 августа: церковный праздник сегодня, что выбросить из дома, чтобы ушли болезни и печали
UAToday
2025-08-17T04:00:46Z
Россияне запустили по Украине 71 беспилотник: сколько обезвредила ПВО и сколько долетело до целей
ZN UA
2025-08-11T07:45:47Z
Скоро в школу: 12 практических советов о том, как подготовить ребенка к учебному году в Украине
Фокус
2025-08-23T07:00:27Z
Мужчина заметил странную зависимость жены от телефона: раскрытая правда шокировала его
Фокус
2025-08-23T07:00:08Z
Какой церковный праздник 11 августа: почему с этим днем связано много строгих запретов
Comments UA
2025-08-11T03:18:12Z
15 млн за жизнь: Кабмин утвердил выплаты семьям погибших в плену
Gazeta UA
2025-08-16T03:00:19Z
Квартирный вопрос: как государство планирует помогать переселенцам с жильем
Корреспондент
2025-08-15T14:18:15Z
Кабмин упростил продажу подержанных авто: от чего избавили украинцев
Знай
2025-08-16T15:51:16Z
Вводят новый синий сигнал светофора: водители в шоке, штрафов станет больше
Знай
2025-08-16T12:30:45Z
Их существует всего 10: в Украине появился очень редкий спорткар BMW 2000-х
Фокус
2025-08-23T07:00:46Z
Это портит кузов: главные ошибки при мытье автомобиля
UAToday
2025-08-23T00:33:35Z
Mitsubishi отзывает почти 92 тысячи кроссоверов Outlander
Корреспондент
2025-08-22T19:36:48Z
62-летняя фанатка "Формулы-1" выиграла суперкар McLaren, но отказалась от машины
Фокус
2025-08-22T15:00:43Z
Chrysler создал идеальное семейное авто для украинских дорог
Фокус
2025-08-22T14:30:06Z
Покупка авто с пробегом: почему велик риск со временем потерять большую сумму средств
Comments UA
2025-08-22T13:54:09Z
В Европе появится премиальный конкурент Tesla с запасом хода 600 км
Фокус
2025-08-22T10:42:38Z
Осень уже близко: синоптик назвал точную дату, когда погода изменится в Украине
Telegraf
2025-08-22T17:57:17Z
РФ ударила по пожарной части в Доброполье
Корреспондент
2025-08-23T09:57:53Z
Пленный россиянин получил пожизненное за расстрелы под Купянском
Корреспондент
2025-08-14T12:06:33Z
Россияне продвинулись в трех областях - DeepState
Корреспондент
2025-08-14T08:36:30Z
В Киеве и двух областях объявлена воздушная тревога, раздаются мощные взрывы: что известно
TSN
2025-08-23T07:18:57Z
Враг проламывает украинские фланги: скоро начнутся бои за Константиновку
Новости Украины
2025-08-23T07:18:19Z
Весна будет начинаться в январе, а зимы исчезнут: климатолог о новых сезонах в Украине
Новости Украины
2025-08-11T19:21:52Z
"Я шел воевать, а попал в мясорубку", — оккупант жалуется, как ему не повезло. ВИДЕО
Новости Украины
2025-08-10T20:36:12Z
Оракул Ленорман на 16 августа 2025 года для всех знаков зодиака: Близнецам – вдохновение, Козорогам – стабильность
TSN
2025-08-16T00:33:08Z
Больше всего "мотают" электроэнергии: эксперты назвали разоряющие вас приборы
Знай
2025-08-16T20:12:38Z
Конец эпохи ветряных турбин: что такое Hercules, производящий 5000 кВтч в домашних условиях
Фокус
2025-08-21T09:57:46Z
Ограничения в мессенджерах: Россия усиливает цифровой контроль
Хвиля
2025-08-14T00:15:39Z
Цифровая головоломка, которая захватила сеть: найдите число 16 за 7 секунд
Gazeta UA
2025-08-15T14:15:23Z
Хорошее, но консервативное обновление шедевра Хидео Кодзимы: Metal Gear Solid Delta: Snake Eater оценили на 87 из 100
GameMag
2025-08-23T07:03:11Z
Asus и Microsoft объявили дату выхода портативных консолей ROG Xbox Ally
Знай
2025-08-23T06:51:47Z
Хакеры атаковали Google и похитили данные миллиардов пользователей: как защитить себя
TSN
2025-08-23T06:48:51Z
Ученые обнаружили новый вид динозавра: в чем его особенность
TSN
2025-08-23T06:48:19Z
Миямото Мусаси против Сасаки Ганрё в геймплейном видео Onimusha: Way of The Sword
GameMag
2025-08-23T06:33:29Z
Что будет, если хранить лимоны в морозилке: вам точно это понравится
TSN
2025-08-10T12:48:31Z
Гороскоп на сегодня 16 августа: финансы овнов, обман близнецов и разочарование рыб
Знай
2025-08-16T02:06:53Z
В Египте нашли затерянный город времен раннего христианства
Корреспондент
2025-08-13T17:21:02Z
Только с этими тремя ингредиентами может быть качественное мороженное: узнайте, о чем речь
Comments UA
2025-08-23T07:12:15Z
Всего четыре ингредиента – и ваша кухня пахнет домашним уютом: простой рецепт яблок в тесте
Telegraf
2025-08-23T07:00:19Z
Развлекать или развивать? Дилемма украинских музеев и замков
ZN UA
2025-08-23T05:43:11Z
Знаки-миллионеры: кого ждет лучшая осень в их жизни
Gazeta UA
2025-08-23T05:42:02Z
Дорогие семена или дешевые? Украинка сравнила, какие огурцы дали хороший урожай, а какие — разочаровали
Telegraf
2025-08-23T04:42:25Z
Эту ягоду можно перепутать с ежевикой. Можно ли ее пробовать
Telegraf
2025-08-23T03:03:04Z
Свитолина раскрыла причины отказа от участия в миксте на US Open-2025
Корреспондент
2025-08-23T11:27:39Z
"Шахтер" вылетает из Лиги Европы: дальше борьба за Лигу конференций
Gazeta UA
2025-08-15T11:09:51Z
Дюбуа поделился, почему уступил Усику во втором бою
Корреспондент
2025-08-23T09:12:30Z
Уайлдер прокомментировал вызов Нганну
Корреспондент
2025-08-23T07:57:25Z
Форвард юношеской сборной Украины попал в сферу интересов Реала
Корреспондент
2025-08-23T06:48:34Z
На фронте погиб мастер спорта международного класса Алексей Хабаров
Корреспондент
2025-08-23T06:42:59Z
Украинец Дорощук впервые в карьере победил на этапе Бриллиантовой лиги
Комсомольская правда
2025-08-23T06:03:17Z
Наполи делает шаг к трансферу нападающего из Манчестер Юнайтед
Корреспондент
2025-08-23T04:24:13Z
"Можно я оставлю его себе?": Трамп не захотел отдавать кубок ЧМ
Корреспондент
2025-08-22T23:12:09Z