IBMブログの読者は、会社がさまざまな研究開発にどれだけの労力と投資を行っているかを知っていますが、「過去10年間に青い巨人は何に革命を起こしましたか」という質問にすぐに答えることはできません。現代生活の中で私たちを取り囲んでいるので、何が何であり、どこからルーツが成長するかを決定することは、常に容易ではありません。
したがって、私たちはブログの読者に、IBMで現在行われている研究と明日への研究について伝えるよう努めています。 このプログラムのハイライトは、尊敬されるジャーナルScienceの出版物です。IBMスペシャリストが、1ビットの情報を12原子の構造にパックする方法を見つけ、世界最小の磁気データストレージデバイスを作成する方法を見つけました。
これは、業界が1年、2年、5年、さらには数十年を必要とする可能性が最も高い最終実現のための別のブレークスルーですが、電子情報ストレージ方法の将来の開発の可能性を完全に示しています。
これまで、物理学者は、量子力学の法則が磁気記憶装置に影響を与え始める前に、磁気記憶装置がどれだけ小さい（原子スケールで）かを実際に知りませんでした。 たとえば、8つの原子を組み合わせることで、安定した磁気構造を得ることは不可能です、とこの重要な発見の責任を負うIBMの物理学者Andreas Heinrich氏は言います。またはデータストレージ。 彼女は毎秒何千回も自分の状態を変えることができます。」
別の問題は、互いに干渉しないように隣接するデータビットを作成することが難しいことです。 現代のハードドライブは「強磁性体」と呼ばれる構造を持っています。これは、多数の原子がくっついており、コンパスの針や冷蔵庫の磁石のように、必ず同じ磁極に向けなければならないことを意味します。
IBMで作成したものは、12原子の反強磁性構造が使用されているため、この原理と矛盾します。つまり、隣接する原子が異なる方向に「見える」ことを意味します。 これにより、1つの原子を別の原子と混合することを防ぎます。これは、12個の原子を使用して1ビットを格納する場合に重要です： したがって、それらを互いに独立して制御することはできません」と発見者は言います。 「しかし、反強磁性体には大きなスイッチはありません。そのため、格納されている情報を損なうことなく、原子を互いに非常に近くに配置できます。」
IBMは、走査トンネル顕微鏡（STM）を使用しました。これは、原子を「見る」ために、そして最も重要なことには、原子をグリッド構造に沿って移動するために、約30年前に社内で発明されたものです。
実際のところ、発見のまさに「革命」については、12原子のストレージデバイスは非常に多く、これは冗談ではなく、今日のハードドライブよりもはるかに小さいものです。 日立の当社の友人は、彼らのハードドライブが1ビットの情報を保存するために平均約80万原子を使用していると推定しています。 これは高価でハイエンドの機器に当てはまり、どこででも使用するディスクでは、1ビットのデータを保存するのに約100万個の原子が必要です。 簡単な数学的アクションで、8 GBフラッシュドライブが約69兆個の原子を使用するという結果が得られます。
それでは、業界が反強磁性フラッシュドライブの生産を開始し、世界中のすべての店舗で販売するのを妨げているのは何ですか？ いくつかのこと。 まず、動作温度：1ケルビン（約-270℃）。 研究者は、室温では1ビットの情報を保存するのに約150原子が必要だと考えています。これは、既存のアーキテクチャの背景に対してそれほど悪くはありませんが、達成可能な最小値の10倍です。
しかし、もっと深刻で本当の問題があります。誰も、研究所の外で大衆市場向けにこれほど小さなものを作ろうとしたことはありません。 そしてもちろん、これは「安価に」行うことはできません。「多くの人々がこの問題の解決に取り組んでいますが、今のところ誰も成功していません。」
世界有数の企業の振る舞いに強く影響するもう1つの要素、ムーアの法則があります。 回路上のトランジスタの数が平均して2年ごとに2倍になるこの長期的な現象は、チップメーカーがまもなくプロセスの物理的な上限に達し、安定性を維持するために絶対に必要であるため、ここ数年不名誉です。新しいアーキテクチャと原子構造。 この観点から見たIBMの長期目標は簡単です。購入可能なメモリを作成することです。これは、従来のDRAMの417倍、SRAMの約10,000倍の密度です。 これは、明日のコンピューターに数テラバイトのRAMまたはプロセッサーキャッシュがあることを意味します。
アンドレアス・ハインリッヒ自身は、12個の原子の構造がシステム全体を安定させるのに十分な時間電荷を保持しているのを初めて見たとき、ショックを受けたと言います-彼は実験室に4時間連続で座って、原子の状態を切り替えました：屋根を吹きました。 「これは歴史上一度可能です。毎日こうしたものを常に扱っている人でさえ、このようなものが本当に現実的で手頃な価格になったとき、私たちは皆屋根を持っています。」