Chế tạo ổ cứng bé nhất thế giới

Công nghệ lưu trữ dữ liệu luôn nỗ lực để tạo ra các sản phẩm với kích cỡ bé hơn. Và mới đây, các nhà khoa học đã có một bước “nhảy cóc” đáng kinh ngạc với dự án tạo ra ổ cứng cỡ 1 nano bằng cách sử dụng một nguyên tử.

Nguyên tử này sẽ được từ hóa rồi làm lạnh bằng helium lỏng và lưu trữ trong một khoảng chân không cực đoan. Bằng cách này, nhóm nghiên cứu đã lưu trữ một bit dữ liệu (1 hoặc 0) trong không gian vô cùng nhỏ.

Và dù cho dung lượng không quá lớn, nhưng nhóm nghiên cứu của IBM ở Californiacho biết hướng phát triển này là vô cùng tiềm năng để tạo ra ổ đĩa có kích thước của một thẻ tín dụng có thể chứa toàn bộ khoảng 30 triệu bài hát trong thư viện iTunes hoặc Spotify.

Nhà nghiên cứu nano học Christopher Lutz chia sẻ thêm: “Chúng tôi tiến hành thí nghiệm này nhằm mong muốn hiểu rõ hơn chuyện gì sẽ xảy ra nếu chúng ta nén dữ liệu công nghệ xuống mức tối thiểu, chỉ bằng một nguyên tử thôi.”

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi quét xuyên hầm(STM) – một phát minh đoạt giải Nobel vào nghiên cứu. Đây là một loại kính hiển vi phi quang học, được sử dụng để quan sát hình thái học bề mặt của vật rắn hoạt động dựa trên việc ghi lại dòng xuyên hầm của điện tử khi sử dụng một mũi dò quét trên bề mặt mẫu. STM là một công cụ mạnh để quan sát cấu trúc bề mặt của vật rắn với độ phân giải tới cấp độ nguyên tử.

Trong môi trường chân không cực đoan bên trong STM, không có bất cứ một phân tử không khí cũng như các loại ô nhiễm khác, các nhà khoa học đã có thể điều khiển hiệu quả một nguyên tử holmium.

Bên cạnh đó, kính hiển vi này cũng giúp làm mát khí helium lỏng, một phần quan trọng trong việc tăng tính ổn định cho quá trình đọc và viết từ. Nhờ vào môi trường được kiểm soát cẩn thận, nhóm nghiên cứu có thể đọc và viết chính xác hai nguyên tử mang điện từ cách nhau vỏn vẹn 1 nanomet - bằng 1 phần triệu chiều rộng của đầu mũi kim thông thường.

Cũng với kính hiển vi này, các nhà khoa học có thể bắt chước hoạt động của một ổ cứng thông thường, cung cấp một dòng điện làm chuyển hướng từ tính của một nguyên tử lên hoặc xuống nhưng ở quy mô nhỏ hơn nhiều.

Ngày nay, một ổ cứng thường cần 100,000 nguyên tử chỉ để lưu trữ 1 bit. Do đó, việc cắt giảm chỉ còn 1 nguyên tử thật sự là một bước tiến phi thường.

Nhóm nghiên cứu phấn khởi cho hay kỹ thuật này có thể tạo ra các ổ đĩa có dung lượng gấp 1.000 lần so với ổ đĩa chúng ta có. Và mặc dù quá trình này vẫn còn quá khó khăn và tốn kém để phát hành ra thị trường trong thời gian tới, các nhà nghiên cứu đã nhìn thấy được tính khả thi của nó trong những nỗ lực đầu tiên.

Đây chỉ là mới nhất trong một loạt các sáng kiến về lưu trữ dữ liệu - hồi đầu tháng này, các nhà nghiên cứu từ Đại học Columbia tuyên bố họ đã sao lưu được 6 tệp tin kỹ thuật số vào một DNA duy nhất. Theo nhóm nghiên cứu của IBM, mặc dù đã có rất nhiều nghiên cứu để lưu trữ dữ liệu trong các nguyên tử đơn lẻ, đây mới chính là kết quả nhỏ nhất, ổn định và đáng kì vọng nhất.

Các nhà nghiên cứu kết luận: "Sự ổn định từ tính cao kết hợp với đọc và viết điện từ cho thấy việc lưu trữ trong một nguyên tử là điều hoàn toàn có thể mong đợi".

Nghiên cứu này đã được xuất bản trong tạp chí Nature.