Ngày 12-1, tập đoàn IBM cho biết, các nhà khoa học của hãng này đã thành công trong việc giảm số lượng nguyên tử cần thiết để lưu trữ một bit dữ liệu từ một triệu xuống chỉ còn 12 nguyên tử sau năm năm nghiên cứu.

Ông Andreas Heinrich, người phụ trách dự án nghiên cứu này nói: “Thay vì chỉ có thể lưu trữ 1TB trên một ổ đĩa bạn có thể lưu được tới 100TB đến 150TB. Thay vì chỉ có thể lưu trữ toàn bộ các bài hát của bạn trên một ổ đĩa, thì bạn có thể lưu được toàn bộ bộ sưu tập phim của mình”.

Hiện nay, các thiết bị lưu trữ sử dụng các loại vật liệu sắt từ trong đó các nguyên tử từ tính được sắp xếp thẳng hàng hoặc theo cùng một hướng. Ngược lại, các nhà khoa học của IBM đã sử dụng một hình thái phi truyền thống của từ tính được gọi là hiện tượng phản sắt từ, trong đó các nguyên tử quay theo các hướng ngược nhau, cho phép các nhà khoa học tạo ra một bộ nhớ từ tính kích thước nguyên tử có mật độ lưu trữ cao hơn ít nhất là 100 lần so với các ổ đĩa cứng hay các chip nhớ thông thường hiện nay.

Ông Heinrich, nói: “Định luật của Moore về cơ bản đã thúc đẩy ngành công nghiệp bán dẫn thu nhỏ các thành phần trong các chip bán dẫn từng chút một và sau đó tìm cách giải quyết các thách thức về kỹ thuật xuất hiện cùng với quá trình này. Tuy nhiên, những khái niệm cơ bản về lưu trữ dữ liệu từ tính hay thậm chí là các bóng bán dẫn hầu như không thay đổi gì trong vòng 20 năm qua. Giới hạn cuối cùng của Định luật Moore là kích thước một nguyên tử. Đó chính là mục tiêu mà chúng tôi hướng tới”.

Các nhà khoa học đã bắt đầu với một nguyên tử sắt và sử dụng đầu dò của kính hiển vi quét chui đường hầm để chuyển đổi thông tin từ tính của các nguyên tử kế tiếp nhau cho tới lúc đạt được thành công trong việc lưu trữ ổn định một bit thông tin từ tính với 12 nguyên tử. Sau đó, họ lại sử dụng kính hiển vi quét chui đường hầm để chuyển đổi thông tin từ tính trong các bit dữ liệu từ không thành một và ngược lại, cho phép nhà khoa học lưu trữ các thông tin.

Trong các thí nghiệm của mình, các nhà khoa học của IBM đã sử dụng các nguyên tử sắt trên một nền ni-trát đồng, nhưng về lý thuyết các nguyên liệu khác cũng có thể làm được việc này mà chỉ cần sử dụng ít nguyên tử hơn để lưu một bit dữ liệu.

Thí nghiệm của IBM được thực hiện ở nhiệt độ khoảng -272oC, gần đạt độ 0 tuyệt đối. Một người phát ngôn của IBM nói: “Chúng tôi sử dụng nhiệt độ thấp bởi nó cho phép chúng tôi bắt đầu với một nguyên tử và sau đó kết hợp các cấu trúc lớn dần trong khi vẫn giám sát được các thuộc tính từ tính của chúng. Càng sử dụng nhiều nguyên từ cho mỗi bit dữ liệu thì sự ổn định của bít dữ liệu này càng cao. Chúng tôi tính toán rằng để tạo ra một bit dữ liệu ổ định ở nhiệt độ thông thườn bằng phương pháp này có thể phải cần khoảng 150 nguyên tử cho mỗi bít (thay vì chỉ 12 nguyên từ ở nhiệt độ thấp)”.

Các nhà khoa học sau đó đã kết hợp 96 nguyên tử để tạo ra một byte dữ liệu, thí dụ như một con số hoặc một ký tự. Sau đó những byte dữ liệu này đã được kết hợp với nhau để tạo ra thông tin. Từ đầu tiên mà các nhà khoa học của IBM tổ hợp được nhờ sử dụng kỹ thuật mới này là: “THINK” (suy nghĩ), là sự kết hợp của năm byte dữ liệu hoặc 480 nguyên tử từ tính.

Nhưng ông Heinrich cũng chỉ ra rằng đột phá này mang tính lý thuyết nhiều hơn là khả năng áp dụng thực tiễn bởi các công ty không thể chế tạo được các thiết bị lưu trữ sử dụng một kính hiển vi quét đường hầm để thay đổi trạng thái của các bít từ tính và lưu trữ dữ liệu được.

Tuy nhiên, thành công này đã góp phần chứng minh được rằng các mật độ lưu trữ dữ liệu của phương tiện lưu trữ còn có thể được tăng cao hơn rất nhiều so với hiện nay. Ông cũng dự đoán rằng sẽ phải mất khoảng 10 năm nữa thì người ta mới có thể chế tạo thành công các thiết bị sử dụng phương pháp lưu trữ dữ liệu của IBM.
THẢO NGUYÊN
(Nguồn: ComputerWorld)