除了“常温超导”,现代科学还有哪些鸿沟难以逾越?一个是电池,另一个就是存储技术。最近,芝加哥大学普利兹克分子工程学院的研究人员似乎打破了其中一个桎梏,将数TB的数据存储在仅1毫米大小的晶体立方体中。
据研究人员介绍,他们是利用了晶体内的单原子缺陷,通过该缺陷来表示二进制1和0来存储数据。
简单理解,现实世界的数据存储始终依赖于“开”和“关”两种状态(1和0)。然而,存储这些二进制状态的载体均有物理大小限制,进而限制了设备中可以打包的信息量。
举例来说,在电脑里,二进制1和0是在低电压或高电压下运行的晶体管。在光盘上,1是一个微小的“坑”变成一个平面,反之亦然,而0是没有变化的地方。
无论是晶体管还是光盘,他们都有存储物理限制。现在,芝加哥大学的研究人员表示,他们已经开发出克服物理限制的方法。
研究人员成功展示了如何使用晶体结构中缺失的原子,在不超过一毫米的空间内存储数TB的数据。上述研究刚刚发表在《纳米光子学》期刊上,除了实验本身具有吸引力外,这也是经典的「跨学科研究」范本。
跳出单一研究来看,这是一次使用量子技术改变非量子计算机的经典案例,并将「辐射剂量计」的研究转变为开创性的「微电子内存存储」。
说起「辐射剂量计」,该项目的第一作者“莱昂纳多·弗朗萨”在巴西圣保罗大学攻读博士学位期间,正准备埋头辐射剂量计方面的研究,但很快就对如何通过光学技术“读取”这些信息感兴趣。
“当晶体吸收足够的能量时,会释放电子和空穴,而这些特性被缺陷所掩盖。”弗朗萨说:“利用这个缺陷,我们就可以阅读这些信息。”
最后,为了创造新的内存存储技术,该团队还在晶体中添加了“稀土”离子,从而利用了稀土强大、灵活的光学特性。
关于开头提到的“单原子缺陷”,是将带电间隙指定为“1”,将不带电间隙指定为“0”,通过该缺陷能将晶体变成强大的内存存储设备,其规模在经典计算中是“前无古人”的存在。只希望这项研究不会像当年的LK-99一样,引爆舆论,但是没有下文。