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Forschung: IBM speichert ein Bit je Atom

Forschung: IBM speichert einen Bit je Atom
Forschung: IBM speichert einen Bit je Atom
In einem aktuellen Versuch ist es einer Forschungsgruppe gelungen, in einem einzelnen Atom ein Datenbit zu speichern – unter irrwitzigen Bedingungen.
Silvio Werner,

Die Forscher von IBM nutzten in Zusammenarbeit mit der Technischen Hochschule Lausanne das Lanthanoid Holmium, welches sich aufgrund seines hohen magnetischen Moments besonders gut für derartige Versuche eignet.

Zur Datenspeicherung wurden zwei Holmiumatome auf einer isolierenden Schicht angebracht, welche wiederum auf einer Trägerfläche aus Silber ruhte. Die Holmiumatome lassen sich dann mithilfe eines Rastertunnelmikroskops mit gezielten Impulsen manipulieren, so dass diese einen von zwei magnetischen Zuständen (1 und 0) annehmen.

Ein in der Nähe angebrachtes Eisenatom zum Auslesen des Zustands erwies sich im Verlauf des Versuchs als eigentlich überflüssig, der Lesevorgang kann auch durch die Widerstandsveränderung beim Anlegen eines elektrischen Feldes realisiert werden.

Gleich aus mehreren Gründen wird die konkrete Technik, trotz extrem hoher theoretischer Speicherdichte von 75 Terabyte je Quadratzoll keinerlei praktische Relevanz als Speichermedium erhalten: Das Auslesen ist komplex und erfordert teure Spezialgeräte, zudem gelingt die Speicherung nur in einem Hochvakuum und nahe dem absoluten Nullpunkt – und selber dann nur für wenige Stunden.

Die eigentliche Herausforderung liegt darin, die minimale Anzahl der Atome zu finden, die für eine dauerhafte, sichere und reproduzierbare Speicherung eines einzelnen Bit nötig sind – handelsübliche Festplatte etwa benutzen dafür etwa 100.000 Atome.

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Autor: Silvio Werner,  9.03.2017 (Update: 15.05.2018)
Silvio Werner
Silvio Werner - Editor
Als stolzer Digital Native mag ich Zahlen und liebe Technik. Ein Chemiestudium endete zwar nicht erfolgreich, entfesselte dafür aber das Interesse an Testmethodiken und naturwissenschaftlichen Zusammenhängen, deren anwendernahe Vermittlung für mich im Fokus steht. Als Ausgleich dienen mir Laufen und Trekken.