单原子内存︰ 世界上最小的存储介质

一位数字信息现在可以成功地存储在一个单独的原子，只是发表在自然杂志的一项调查。目前商业上可用的磁记忆设备需要大约 100 万原子这样做。安德烈亚斯 · 海因里希，为量子纳米科学内, 基本科学研究所 （IBS、 韩国），新任中心主任带领的研究努力这一发现在 IBM 阿尔马登研究中心 （美国）。这一结果是小型化的存储介质中的一个突破，和潜力作为量子计算的基础。

涂上金属磁化层磁盘允许我们计算机将文件存储在位，每个都有值为 1 或 0 的形式。某一方向磁化对应 0 位，为 1 的位的其他方向。虽然目前小范围内的磁盘，大约 100 万的原子，对应于每个数字比特的信息，这项研究远远超过这和为此目的利用物质可用的最小数量︰ 一个原子。

在此研究中，科学家进行了一种称为扫描隧道显微镜 (STM)，其中有一个特别的技巧，使用户能够查看和移动单个的原子，以及适用于他们的电流脉冲的工具。他们用这电脉冲来改变个别钬原子磁化方向。通过这样做，团队可以单钬原子中写入内存的 1 或 0，以及交换两个。

量子的传感器，设计由 Heinrich 的团队和目前唯一在世界范围内，用于读取存储在钬原子中的内存。它是由放置在钬原子铁原子。使用这种技术，以及另一个，称为隧道磁电阻效应，研究人员可以观察那钬保持相同的磁状态稳定的几个小时。

钬 (Ho) 和 MgO 基片上放置一个铁 (Fe) 原子是世界上最小的内存设备的零件。浩用作存储介质和铁，作为一种传感器。可以更改或由流动电流通过 STM 提示读取钬原子的磁性。

然后，当海因里希的团队的研究人员试图使用两个钬原子而不是一个，他们了另一个惊人的发现。放置钬原子甚至一纳米分开不影响他们单独存储信息的能力。这是一个惊喜，因为它预计从一个原子磁场会影响它的邻居。这种规模投入角度来看，如果对典型的人类头发直径的纳米炸毁了，头发会在比较有直径相当于一辆校车的长度。

这种方式，科学家可以建立四个可能的内存类型与两位设备︰ 1-1，0-0，1-0 和 0-1 明确区分由铁传感器。

两位内存的设备。（a) 铁原子放在两个何原子旁边。（铁原子 b） ESR 信号而有所不同的两个何原子磁性。铁原子可以区分四个内存配置︰ 下 (像位︰ 0-0)，降-升-升 (1-1) 上下 (1-0) (0-1)，升。

摩尔定律预测的可以在微芯片存储的数据量会双每 18 个月的确这几十年来发生的事情。最后的模型电子设备都较小，比前一个更强大。然而，作为设备变得越来越小，因为原子彼此如此接近，新干扰的量子属性开始到清单并造成问题。不是可能跟上进一步小型化带来的专家谈论死亡的摩尔定律。

有趣的是，钬原子似乎逃脱这种命运，原因仍然不明。”钬原子之间没有量子力学效应。现在我们想要知道为什么，”指出了海因里希。钬原子可以排列非常紧密，，所以使用这种单原子技术的存储密度可以达到很高。他继续说道:”我们开辟了新的可能性，为量子纳米科学通过控制单个原子，正如我们所愿。这项研究可能促进创新商业存储介质，将扩大小型化数据存储的可能性。”

海因里希 · 是为数不多的在使用此工具来度量和更改的属性的单个原子的世界。他计划在他新创建的 IBS 研究中心，位于首尔梨花女子大学这项研究大大扩大。