PingWest / 逍遙小妖

　　你知道為什么過去一塊轉頭大的硬盤只有20個G，而現在一張 TF 卡就有64個G嗎？

　　其實不管是硬盤也好、存儲卡也好，所有存儲設備在存儲密度上的進展都是人類對微觀事物操作能力提升的體現。

　　我們都知道計算機是只識別 0 和 1 的二進制動物，你所有的資料無論是圖片、音樂、電影還是文檔其實落實到存儲設備上全都只用 0 和 1 來表示。存儲每個 0 和 1 的單元就像一個小型的“開關”，在不同的介質比如磁盤、光盤、TF 里，這些開關是不同的東西，比如光盤就是激光打在盤面上時不同的反射狀態，磁盤就是磁極信號的狀態。

　　而用來存儲 0 和 1 狀態的這個“開關”的大小，則直接決定了存儲密度的大小。如果開關做的越小，我們就能在越小的設備上存儲上更多的數據。在最近 IBM 實驗室的一項研究里，研究人員把這個開關的尺寸縮減到了單原子——用一個原子的狀態表示 0 和 1，并可以穩定的進行讀寫操作。

　　在加利福尼亞州 IBM 研究部的實驗室里，科學家用掃描隧道顯微鏡（STM）創造了一個極端真空的環境，并使用液氦對目標進行了冷卻。在排除了空氣分子和其它任何形式的污染干擾之后，科學家們利用一個微小的電流改變了鈥原子的磁性狀態——他們可以讓鈥原子的磁方向向上轉或向下轉。得益于顯微鏡對操作的精準控制，科學家們創造了目前這個世界上可穩定重復讀取寫入的最小存儲單元。

　　這個原子級“開關”只有 1 個原子，而目前市面上所銷售的存儲密度最大的存儲設備里，用于表示單個比特的“開關元件”體積也在 100，000 個原子左右。該團隊的科學家表示，未來這項技術可以使人類開發出比目前存儲密度高 1，000 倍的存儲設備，這意味著在一張信用卡大小的設備里，我們可以存儲 3，000 萬首歌。

　　值得注意的是在這次研究中被使用的掃描隧道顯微鏡，也是 IBM 的杰出之作。1981 年格爾德·賓寧和海因里希·羅雷爾在 IBM 位于瑞士蘇黎世的蘇黎世實驗室發明了這個設備。這種儀器是一種非光學顯微鏡，它讓科學家可以觀察到物體表面的納米結構，拓展了人類對微觀世界的觀察和控制力。兩位發明者因此獲得了 1986 年的諾貝爾物理學獎。

　　不過，既然用上了如此重型的研究設備，你就知道這項技術距離商業化還很遙遠。參與本次研究的納米科學家之一斯托弗·盧茨說：“我們進行這項研究是為了了解到當存儲元件縮減到極致（單原子）的時候會發生什么。”

　　IBM 此前就一直致力于原子級存儲的研究，但這一次的實驗突破性的證實了單原子磁性存儲是可行的，他們把相關的成果發表在了自然上。研究人員認為這是一個令人激動的開始，他們會努力的嘗試推進這項技術向商業化轉變。