Ada pepatah bahawa jumlah data selalu bertambah sehingga memenuhi semua ruang yang ada. Mungkin dua puluh tahun yang lalu, adalah perkara biasa untuk menyimpan perisian, muzik MP3, filem, dan fail lain di komputer yang mungkin terkumpul selama bertahun-tahun. Pada masa itu, ketika cakera keras dapat menahan puluhan gigabait memori, mereka hampir pasti akhirnya meluap.
Sekarang internet jalur lebar pantas tersedia dan kita tidak terfikir untuk memuat turun DVD 4.7GB, penyimpanan data lebih pantas. Jumlah data yang disimpan di komputer di seluruh dunia dianggarkan meningkat dari 4,4 trilion gigabait pada tahun 2013 menjadi 44 trilion pada tahun 2020. Ini bermaksud bahawa secara purata kita menghasilkan kira-kira 15 juta gigabait setiap hari. Walaupun cakera keras kini diukur dalam ribuan gigabait dan bukannya berpuluh, kami masih menghadapi masalah penyimpanan.
Banyak penyelidikan dan pengembangan dikhaskan untuk mencari cara baru untuk menyimpan data yang memungkinkan kepadatan lebih besar dan dengan itu menyimpan lebih banyak maklumat dengan kecekapan tenaga yang lebih besar. Kadang-kadang ini disebabkan oleh pengemaskinian kaedah yang biasa dan terkenal. Sebagai contoh, IBM baru-baru ini mengumumkan teknologi baru. Pita magnetik mereka mampu menyimpan 25 gigabait maklumat per inci persegi (kira-kira 6.5 sentimeter persegi) - rekod dunia baru untuk teknologi yang berusia enam puluh tahun. Walaupun cakera keras keadaan pepejal hari ini mempunyai kepadatan yang lebih tinggi, sekitar 200 gigabait per inci persegi, pita magnetik masih biasa digunakan untuk membuat sandaran data.
Walau bagaimanapun, penyelidikan moden dalam bidang penyimpanan data sudah membahas atom dan molekul individu, yang secara objektif adalah had terakhir miniaturisasi teknologi.
Magnet monatom dan mono-molekul tidak perlu berkomunikasi dengan yang berdekatan untuk mengekalkan ingatan magnetiknya. Intinya adalah bahawa di sini kesan ingatan timbul dari undang-undang mekanik kuantum. Kerana atom atau molekul jauh lebih kecil daripada domain magnet yang digunakan sekarang dan dapat digunakan secara individu dan bukannya dalam kumpulan, mereka dapat "dikemas" dengan lebih ketat, yang dapat menyebabkan lonjakan besar dalam kepadatan data.
Jenis kerja dengan atom dan molekul ini bukan lagi fiksyen sains. Kesan memori magnetik pada magnet molekul tunggal pertama kali ditemui pada tahun 1993, dan kesan serupa untuk magnet atom tunggal ditunjukkan pada tahun 2016.
Masalah utama yang dihadapi oleh teknologi ini dari makmal hingga pengeluaran besar-besaran adalah bahawa ia belum berfungsi pada suhu persekitaran normal. Kedua-dua atom tunggal dan magnet molekul tunggal memerlukan penyejukan dengan helium cair (hingga suhu - 269 ° C), dan ini adalah sumber yang mahal dan terhad. Namun, baru-baru ini, sebuah kumpulan penyelidikan di University of Manchester School of Chemistry mencapai histeresis magnetik, atau kemunculan kesan memori magnetik, dalam magnet satu molekul pada - 213 ° C menggunakan molekul baru yang berasal dari unsur-unsur nadir bumi, seperti yang dilaporkan dalam surat mereka ke jurnal Nature. Oleh itu, setelah melonjak 56 darjah, mereka hanya 17 darjah dari suhu nitrogen cair.
Namun, ada masalah lain juga. Untuk benar-benar menyimpan bit data individu, molekul mesti dipasang ke permukaan. Ini telah dicapai dengan magnet satu molekul pada masa lalu, tetapi tidak untuk generasi terbaru suhu tinggi magnet. Pada masa yang sama, kesan ini telah ditunjukkan pada atom tunggal yang terpaku di permukaan.
Video promosi:
Ujian utama adalah demonstrasi pembacaan maklumat yang tidak merosakkan dari atom dan molekul individu. Matlamat ini dicapai untuk pertama kalinya pada tahun 2017 oleh sekumpulan penyelidik dari IBM, yang menunjukkan peranti penyimpanan magnet terkecil yang dibina dengan magnet monatom.
Walau bagaimanapun, tidak kira sama ada peranti memori monatomik dan molekul tunggal sebenarnya akan digunakan dalam praktik dan menjadi semakin meluas, pencapaian sains asas ke arah ini tidak dapat diakui hanya sebagai fenomenal. Kaedah kimia sintetik yang dikembangkan oleh kumpulan penyelidikan yang bekerja dengan magnet molekul tunggal memungkinkan hari ini untuk membuat molekul dengan sifat magnet individu, yang akan mendapat aplikasi dalam pengkomputeran kuantum dan bahkan dalam pencitraan resonans magnetik.
Igor Abramov
