IBM ringt Atomen Speicherplatz ab

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Wo sonst Millionen Atome nötig sind, schafft es IBM jetzt mit nur 12 magnetischen Atomen ein Bit zu speichern: Ein Durchbruch für die Speichermedien von morgen.

Bei den derzeitigen anwachsenden Datenfluten könnte sich IBMs Forschungsdurchbruch eines Tages noch als durchaus nützlich erweisen. Und der Kapazitätssprung der mit IBMs Ergebnissen einhergeht, die das Unternehmen jetzt in der Wissenschaftspublikation ‘Science’ veröffentlicht hat, ist immens.

Mit diesen Ergebnissen könnten eines Tages Speichermedien möglich sein, die um den Faktor 83.000 kleiner sind als heute. Allerdings nennen die IBM-Forscher keinerlei Zeitfenster, wann diese Technologie so weit sein wird, dass man sie kommerziell verwenden kann. Dennoch scheint man bei IBM davon überzeugt zu sein, dass die Kommerzialisierung durchaus möglich ist.

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Andreas Heinrich, der Leiter des Atomic Storage Teams bei IBM erklärt, dass man Aufgrund des Moorschen Gesetzes eines Tages an die Grenze der Atome stoßen würde. Das hat IBM jetzt offenbar geschafft. Allerdings, so Heinrich weiter, sei es nicht möglich, über Atome hinaus die Transistoren zu verkleinern. Eine Struktur, von der man bei Chips derzeit noch etwa 20 Jahre entfernt ist, wie Heinrich gegenüber CNET erklärt.

Daher haben sich die Forscher des Almaden Research Centers dazu entschieden, den umgekehrten Weg zu gehen. Sie starteten auf der Ebene von Atomen um damit Strukturen aufzubauen, die man für IBM und die Industrie nutzbar machen könnte.

Und daher hatte sich das Team um Heinrich herum der Frage angenommen, wie viele Atome es wenigstens braucht, um damit verlässlich eine Information zu speichern. In der Logik des Computers bedeutet Information entweder 0 oder 1. Und sie sind irgendwann bei 12 angekommen.

Dabei nutzen die IBM-Forscher auf das von dem Nobelpreisträger Louis Néel ‘entdeckte’ Phänomen des Antiferromagnetismus, bei dem sich in nebeneinanderstehenden Atomen deren magnetische Momente oder auch Spins exakt aufheben.

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Die Kräfte, die hier zwischen den Atomen wirken, sind, wie Heinrich erklärt, mit denen zwischen Kühlschrank und Magnet vergleichbar. Nur dass die Forscher die ferromagnetischen Ausrichtungen der Atome in eine Richtung ausgedehnt haben. Denn eines der Probleme bislang war, dass die verschiedenen ‘Magnetfelder’ der Atome mit einander agiert haben.

Wer also auf dieser Ebene Informationen speichern will, müsse diese Interaktionen “präzise” kontrollieren können. Und dafür haben die IBM-Forscher in Almaden in einem Tunneling-Mikroskop 12 antiferromgnetisch zusammengeführte Atome hergestellt. Bei einer Temperatur von -269,1 Grad konnte das atomare Bit die Information mehrere Stunden halten.

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