Новая технология с использованием магнитов на основе одной молекулы поможет увеличить емкость жестких дисков в 100 раз — накопители cмогут хранить три терабайта данных на квадратный сантиметр

Международная команда ученых из Манчестерского университета и Австралийского национального университета (ANU) совершила прорыв в области хранения информации, разработав одномолекулярный магнит, способный стабильно хранить данные при более высоких температурах, чем это было возможно ранее. Суть технологии заключается в использовании отдельных молекул в качестве мельчайших единиц для записи данных. В то время как современные жесткие диски (HDD) используют для кодирования одного бита информации магнитные домены, состоящие из миллионов атомов, новая методика позволяет делать это на уровне одной молекулы. Это позволит на порядки увеличить плотность записи данных.

Главной проблемой, сдерживавшей развитие одномолекулярных магнитов, была необходимость их работы при экстремально низких температурах, близких к абсолютному нулю, что требовало использования дорогостоящего и сложного в обращении жидкого гелия.

Однако в новом исследовании, результаты которого были опубликованы в престижном научном журнале Nature, демонстрируется молекула, сохраняющую свои магнитные свойства при температуре до 100 Кельвинов (-173 градуса по Цельсию). Этот показатель на 20 Кельвинов превышает предыдущий рекорд в 80 К (-193 °C).

«Хотя до комнатной температуры ещё далеко, достижение рубежа в 100 Кельвинов уже делает технологию применимой в крупных дата-центрах», — отмечают исследователи.

Столь значительный скачок стал возможен благодаря новой архитектуре молекулы. В ее основе — ион редкоземельного металла диспрозия, который помещен между двумя атомами азота. Такая структура обеспечивает высокую стабильность магнитного состояния молекулы. Для моделирования ее поведения на квантовом уровне ученым потребовались вычислительные мощности суперкомпьютерных центров Австралийского национального университета и Pawsey.

По расчетам ученых, технология позволит достичь плотности хранения данных до 3 терабайт (ТБ) на один квадратный сантиметр. Для сравнения, это примерно в 100 раз превышает возможности самых современных жестких дисков. Накопитель размером с почтовую марку сможет вместить около полумиллиона коротких видеороликов или 40 тысяч музыкальных альбомов.

Профессор Николас Чилтон из Манчестерского университета, один из авторов исследования, поясняет: «Если довести технологию до совершенства, такие молекулы позволят в буквальном смысле упаковывать гигантские объёмы информации в минимальное пространство».

Будущее хранилищ данных

Несмотря на научный прорыв, путь к коммерческому использованию одномолекулярных магнитов еще долог. Основной вызов — дальнейшее повышение рабочей температуры до комнатных значений, что позволит использовать технологию не только в специализированных дата-центрах, но и в потребительской электронике.

Тем не менее, уже сейчас очевидно, что открытие закладывает фундамент для нового поколения сверхкомпактных и сверхъемких устройств хранения. В мире, где объемы генерируемых данных удваиваются каждые несколько лет, потребность в подобных технологиях будет только расти. От облачных сервисов и искусственного интеллекта до интернета вещей и персональных архивов — молекулярные накопители могут стать ключом к управлению информационным потопом XXI века.

Источник: tomshardware