Superando los límites físicos: Como almacenar un bit en un átomo

Superando los límites físicos: Como almacenar un bit en un átomo

Investigadores de IBM han logrado llevar la tecnología a los límites físicos almacenando un bit en un solo átomo usando el enfoque tradicional de aguja magnética.

La ley de Moore nos dice que, con el paso del tiempo la potencia y la capacidad de cómputo iría aumentando exponencialmente. Esto ha sido así durante los últimos 50 años. Pero el año pasado la ley dejo de estar vigente, y no por otra cosa que los límites físicos: No podemos duplicar el número de transistores por centímetro cuadrado eternamente.

Debido a esto, los investigadores han buscado otros enfoques para superar estos límites como la computación cuántica o el almacenamiento de datos en tres dimensiones usando cristales. Sin embargo, el equipo de investigación de IBM cree que aún podemos sacarle provecho al enfoque tradicional y lo ha llevado al extremo.

Lo que han conseguido ha sido usando la misma técnica que usan los discos duros hoy en día, es decir, una aguja y un material con propiedades magnéticas para almacenar los datos, solo que, en lugar de partículas de material ferromagnético para escribir, han usado átomos de holmio. Para que te hagas una idea, el material utilizado actualmente por los discos duros, inclusive los más pequeños, pueden contener hasta 100.000 átomos por bit guardado, pero en este caso han almacenado un bit en un solo átomo, reduciendo miles de veces el espacio necesario para almacenar la información.

El holmio es uno de esos metales raros (parte del grupo de los lantánidos) que, además no se consigue en cualquier parte. Pero tiene unas propiedades únicas que lo hacen el perfecto candidato para esta innovación.

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Lo que hicieron fue disponer de una superficie de óxido de magnesio en donde fijaron los átomos de holmio y lo llevaron a 5 °K (-268,15 °C) y utilizando lo que es básicamente una aguja muy precisa, aguda y pequeña, pasaron una corriente eléctrica a través de los átomos de holmio, lo que hace que sus polos norte y sur giren, replicando el proceso de escribir información en un disco duro magnético tradicional.

Representación gráfica del dispositivo de IBM

Los átomos permanecen en el estado en el que han sido inducidos, y luego, midiendo el magnetismo de los átomos, los científicos pueden ver qué estado posee el átomo, imitando la forma en que un computador lee la información que está almacenada en un disco duro.

Los investigadores usaron un único átomo de hierro (eso sí que es una aguja muy fina) para medir el campo magnético de los átomos de holmio, como si fuera una pequeña brújula, detectando así el estado de los átomos de holmio. Para verificar la imagen de la superficie de los átomos, usaron un potente microscopio desarrollado por IBM. La punta de este era la que usaban para pasar la corriente a través de los átomos.

Claro que esto está en una etapa muy preliminar y falta mucho para que veamos una aplicación práctica de esto, sin embargo, los investigadores demostraron que se puede usar este enfoque para miniaturizar aún más los medios de almacenamiento magnéticos. Esto le gana por bastante al sistema de almacenamiento del que habíamos hablado hace un tiempo que usaba láser para disminuir la coercitividad de las partículas para que pudiesen estar más juntas.

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Lo bueno es que lograron escribir con éxito un bit y medirlo a esos niveles, habrá que ver cómo funciona con varios bits a la vez, pues a escalas tan pequeñas, las cosas se comportan de manera bastante extraña y las leyes de la física dejan de funcionar como se espera.

Slideshow: IBM Research Created the World’s Smallest Magnet — an Atom

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Fuente: Nature

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