Revolucija u pohrani podataka: Istraživači s UChicago PME koriste atomske defekte
Svi digitalni sustavi temelje se na bitovima, predstavljenim kao nule i jedinice, za pohranu, obradu i upravljanje podacima. Već dugo su veličine uređaja za pohranu ograničene fizičkom veličinom binarnih jedinica podataka. No, znanstvenici s Pritzker škole molekularnog inženjerstva Sveučilišta u Chicagu (UChicago PME) smislili su zanimljivo rješenje.
Inovativna metoda pohrane podataka
Njihova nova metoda pohrane podataka manipulira atomsko-mjerilnim defektima u kristalima – mikroskopskim prazninama gdje nedostaju atomi – omogučujući im da zadrže električni naboj. Tako ti defekti mogu biti označeni kao “jedinice” i “nule”, slično kao u binarnoj pohrani podataka. “Nemoguće je pronaći kristale – bilo prirodne ili umjetne – koji nemaju defekte,” objašnjava Leonardo França, prvi autor istraživanja. “Ono što radimo jest iskorištavanje tih defekata.”
Objava i tehnološki napredak
Papir koji opisuje ovaj proboj objavljen je u časopisu Nanophotonics. Za razvoj sustava za pohranu memorije, istraživači su koristili kristale oksida yttrija i dodali ione prazodimija, rijetkog zemnog elementa. “Kada kristal apsorbira dovoljnu energiju, oslobađa elektrone i praznine. A ti se naboji hvataju na defektima,” rekao je França. “Tu informaciju možemo pročitati. Možete osloboditi elektrone, a informacije možemo čitati optičkim sredstvima.”
Interdisciplinarni pristup i budućnost pohrane
Ovaj napredak oslanja se na interdisciplinarna istraživanja koja kombiniraju principe kvantne znanosti i optičke pohrane. Rad proizlazi iz ranijih studija o radijacijskim dozimetrima – uređajima koji se koriste za praćenje razina izloženosti zračenju u okruženjima poput bolnica i akceleratora čestica. “Pronašli smo način da integrišemo čvrstu fiziku primijenjenu u radijacijskoj dozimetriji s istraživačkom grupom koja se snažno bavi kvantom, iako naš rad ne pripada točno kvantu,” kaže França. “Postoji potražnja za ljudima koji rade istraživanja o kvantnim sustavima, ali istovremeno postoji i potražnja za poboljšanjem kapaciteta pohrane klasičnih nepromjenjivih memorija. I baš na toj granici između kvantne i optičke pohrane podataka naš je rad usmjeren.”
Potencijal nove tehnologije
“Svaka ćelija memorije predstavlja jedan nedostajući atom – jedan defekt,” objašnjava asistent profesor Tian Zhong s UChicago PME. “Sada možete smjestiti terabajte bitova unutar malog kockastog materijala veličine tek jednog milimetra.”
Zaključak
Ova inovacija s UChicago PME predstavlja uzbudljiv iskorak u tehnologiji pohrane podataka, otvarajući vrata novim pristupima koji kombiniraju kvantne i optičke metode. Kao rezultat, moguće je poboljšati kapacitet pohrane, što može imati dalekosežne posljedice za digitalni svijet u budućnosti.
