La empresa IBM en el 2017 lograba almacenar un bit de datos en un solo átomo, esto suponía un paso de gigante en la investigación por lograr formas más potentes de almacenamiento de datos digitales.
Ahora científicos holandeses han descubierto un nuevo mecanismo para el almacenamiento magnético de la información en la unidad más pequeña de la materia: un átomo individual.
Las primeras demostraciones han sido a muy bajas temperaturas, este mecanismo parece prometedor para la operación a temperatura ambiente. De esta forma, será posible almacenar miles de veces más información que en los discos duros actuales.
Mientras que las unidades SSD siguen aumentando en densidad gracias a los avances en la tecnología 3D NAND (de 64 capas en unidades actuales, y 96 capas para el año que viene), existen científicos buscando almacenar datos en tamaños muchos menores.
Las computadoras modernas usan mucha electricidad, que actualmente demanda más del 5 por ciento de la electricidad mundial, y reducir su tamaño a escala atómica podría suponer un importante ahorro de consumo y la posibilidad de disparar el rendimiento. Es por ello que los investigadores decidieron centrarse en los átomos, ya que no hay nada más pequeño con lo que puedan trabajar. La ciencia fundamental dice que podemos ganar mucho más en eficiencia energética. Nos estamos enfocando en un componente muy básico de las computadoras modernas: un bit de memoria.
Usamos átomos porque son la unidad más pequeña de la materia y también nos permiten comprender mejor la ciencia fundamental detrás de su comportamiento. La cuestión ahora es: ¿cómo podemos almacenar información en un solo átomo y con qué estabilidad podemos mantener esa información?.
Con este nuevo desarrollo, se podrían almacenar miles de veces más datos que en los discos duros actuales. Además de los problemas que está habiendo para reducir la litografía de los procesadores, en el caso del almacenamiento el problema es aun mayor si nos fijamos en los discos duros; sobre todo con la gran demanda de dispositivos de almacenamiento que hay en la actualidad
Lo que define un imán permanente es que tiene un polo norte y un polo sur, que permanece en la misma orientación, pero cuando se llega a un solo átomo, el polo norte y sur del átomo comienzan a voltearse y no saben en qué dirección deben apuntar, ya que se vuelven extremadamente sensibles a su entorno. Si se desea que un átomo magnético contenga información, no puede voltearse.
Por lo tanto, han conseguido que sean sorprendentemente estables. Al principio dudaban de si iban a ser capaces de estabilizarlos. Para poder almacenar datos magnéticos es necesario conocer su polaridad (norte o sur). En el caso de los átomos, no sabes hacia qué dirección apuntan porque son muy sensibles. Esto ha llevado años a los investigadores, hasta que han consiguieron hacer que un átomo no gire. La clave es mantenerlos en temperaturas muy bajas de -233 ºC.
Ahora ya pueden llegar a almacenar información a temperatura ambiente
Los científicos de los Países Bajos han conseguido una nueva forma de almacenar información en átomos de cobalto mediante el uso de un sustrato de fósforo negro semiconductor, garantizando la estabilidad de los átomos. Para manipularlos, usaron un microscopio de efecto túnel que permite hacer fotos a nivel atómico, y donde una punta afilada de metal se va moviendo a sólo unos átomos de distancia, permitiéndoles manipular los átomos en estado binario.
El magnetismo de los átomos viene dado gracias a que los electrones alrededor suyo están rotando constantemente. Este giro se conoce como el momento angular, el cual usaron para la memoria atómica y podría ser clave para poder manejarlos a temperatura ambiente. Inicialmente no sabían lo que estaba ocurriendo, pero finalmente se dieron cuenta de que estaban observando el momento orbital y que habían creado una nueva memoria.
Al fin y al cabo, lo único que se necesita es un imán con momento angular donde se pueda controlar el estado entre 0 y 1. Los investigadores afirman que todavía tardarán bastante en crear un disco duro, el cual podría tener miles de TB en el mismo espacio que ocupan los actuales.
