太字节数据“塞进”毫米级存储器

美国芝加哥大学研究人员开发出一种创新性的存储技术,利用晶体内的单原子缺陷来表示数据存储中的二进制数“1”和“0”,将几个太字节(TB)的数据存储在边长仅为1毫米大小的晶体立方体中。相关论文发表在最新一期《纳米光子学》杂志上。

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用于表示二进制数据“1”和“0”的物理载体(如打孔卡片、真空管、晶体管等)的尺寸,限制了设备可存储的信息量。此次,研究人员利用晶体结构中缺失的原子,在不超过1毫米的空间中存储了数兆字节数据。
这种存储技术将稀土元素(也称为镧系元素)融入晶体中,研究人员特别使用了镨和氧化钇晶体。这些晶体中存在固有缺陷,如晶格中缺少单个氧原子,留下空隙。晶体缺陷在量子研究中通常用于创建“量子比特”。
研究人员解释说,稀土元素表现出特定的电子跃迁,可选择精确的激光激发波长进行光学控制,范围从紫外线到近红外区域。激光激发镧系元素,使其释放电子,这些电子被氧化晶体中的缺陷捕获。
研究人员可控制哪些缺陷带电,哪些不带电,将带电间隙指定为“1”,不带电间隙指定为“0”,从而将晶体转变为一种高效存储设备,超越以往传统计算的限制,实现了极高的数据存储密度。
与通常由X射线或伽马射线激活的剂量计不同,这种存储设备可由简单的紫外线激光触发。
研究人员认为,这项技术展示了一种跨学科方法,即应用量子技术改造经典的非量子计算机。它将最初专注于辐射剂量计的研究,重新用于革命性的微电子存储器。这项技术突破了数据存储的限制,为传统计算机带来新的超紧凑、大容量存储解决方案。
本文采编:CY

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