Bộ nhớ nguyên tử lưu tất cả sách trên thế giới trong một con tem

Thiết bị lưu trữ ghi nhớ thông tin lên từng nguyên tử Clo. Ảnh: TU Delft

Theo BBC, đây là công trình của nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Sander Otte, Đại học Kỹ thuật Delft dẫn đầu.

Với mỗi bit dữ liệu được đại diện bởi vị trí của một nguyên tử Clo duy nhất, nhóm nghiên cứu đã đạt mật độ lưu trữ 500 terabit mỗi inch vuông (khoảng 6,5 cm vuông), cho mật độ thông tin lưu trữ lớn gấp hai tới ba lần công nghệ ổ cứng flash hiện nay.

"Về lý thuyết, mật độ này cho phép lưu trữ tất cả các cuốn sách được con người viết ra từ trước tới nay trong một con tem", Otte cho biết. Nói cách khác, toàn bộ nội dung của thư viện Quốc hội Mỹ có thể được lưu trữ trong một khối lập phương kích thước 0,1 mm.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kính hiển vi quét xuyên hầm (STM) với một đầu kim bén nhọn dò từng nguyên tử một trên bề mặt. Họ sẽ sắp xếp các nguyên tử theo cách mà Otte so sánh với trò chơi xếp hình trượt.

"Mỗi bit dữ liệu gồm hai vị trí trên bề mặt các nguyên tử đồng, và mỗi nguyên tử Clo có thể trượt qua lại giữa hai vị trí này", ông cho biết.

"Nếu nguyên tử Clo ở vị trí bên trên, tức là bên dưới nó có một lỗ trống, chúng tôi quy định bit đó là 1. Ngược lại, khi Clo ở phía dưới, bên trên lỗ trống sẽ là bit 0".

Do các nguyên tử Clo bao quanh lẫn nhau (trừ các vị trí gần lỗ trống), chúng sẽ giữ nhau cố định. Vì lý do này, nhóm nghiên cứu tin rằng phương pháp của họ ổn định hơn cách dùng các nguyên tử liên kết lỏng lẻo, phù hợp hơn cho các ứng dụng lưu trữ dữ liệu thực tế.

Nhóm đã chứng minh bằng cách lưu bài giảng nổi tiếng "Có rất nhiều phòng phía dưới" của nhà vật lý Richard Feynman lên một vùng rộng 100 nanomet.

Tuy nhiên, dù tương lai rất hứa hẹn, nó vẫn chưa thể nhân rộng. Quá trình lưu trữ đòi hỏi thực hiện ở nhiệt độ rất thấp, âm 196 độ C, và tốc độ ghi và đọc đơn trình vẫn còn chậm, với thời gian tính bằng phút.

Trong một bài báo công bố về cùng chủ đề này trên tạp chí Nature Nanotechnology hôm 18/7, nhà nghiên cứu Steven Erwin của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân ở Washington DC cũng thừa nhận những hạn chế này. Tuy nhiên, tiến sĩ Otte vẫn lạc quan về công nghệ này.

"Đạt được thành công ban đầu này, chúng tôi chắc chắn đã tiến được một bước dài", ông Otte nói.

"Điều quan trọng là nhận ra ý nghĩa của thành tựu này – một thiết bị nhớ chức năng mật độ cao ở quy mô nguyên tử, ít nhất cũng sẽ kích thích trí tưởng tượng của chúng tôi tới các cột mốc sau này", ông Erwin nhận định.

Xem thêm: Bộ nhớ 360 TB siêu nhỏ chứa dữ liệu trong 13,8 tỷ năm

Nguyễn Thành Minh