L’entreprise IBM vient de stocker des données sur le plus petit support de stockage jamais conçu, composé d’un atome unique !

La technologie de stockage des données continue de diminuer en taille et de croître en capacité, et les scientifiques viennent tout juste d’atteindre l’échelon supérieur : ils ont créé un disque dur à une échelle nanométrique en utilisant un seul et unique atome.

Les chercheurs ont réussi cet exploit en magnétisant un atome, en le refroidissant avec de l’hélium liquide et en le stockant dans un vide extrême. Avec cette technique, les scientifiques ont réussi à stocker un seul bit de données (soit un 1 ou un 0), dans cet espace incroyablement minuscule.

Alors oui, à l’heure actuelle la quantité de données que ce minuscule disque dur peut contenir est extrêmement faible, mais selon l’équipe de recherche d’IBM, cette approche prouve que le concept pourrait éventuellement conduire à des disques de la taille d’une carte de crédit qui seraient capables de contenir l’ensemble des bibliothèques iTunes ou Spotify, à environ 30 millions de chansons chacune.

« Nous avons mené cette recherche pour comprendre ce qui se passe lorsque vous réduisez la technologie jusqu’à l’extrême le plus fondamental – l’échelle atomique », explique l’un des chercheurs, Christopher Lutz, spécialiste en nanotechnologies.

Pour cette expérience, l’équipe a déployé le fameux microscope à effet tunnel (Scanning Tunneling Microscope – STM), inventé en 1981 par les chercheurs Gerd Binnig et Heinrich Rohrer d’IBM, qui reçurent, en 1986, le prix Nobel de physique pour cette invention. Le STM utilise un phénomène quantique, l’effet tunnel, où les électrons peuvent être poussés à travers des barrières de potentiel, pour étudier l’électronique à l’échelle atomique.

IBM microscope à effet tunnel disque dur Scanning Tunneling Microscope STM

Le microscope à effet tunnel. Crédits : IBM/Almaden/Stan Olszewski

Grâce aux conditions de vide extrême à l’intérieur du STM (sans molécules d’air et d’autres types de contaminations), les scientifiques ont réussi à manipuler un atome d’holmium. Le microscope utilise également une technique de refroidissement à l’hélium liquide, un élément essentiel pour stabiliser le processus de lecture et d’écriture magnétique. Du fait que cet environnement soit si soigneusement contrôlé, les scientifiques ont réussi à lire et à écrire avec précision, deux atomes chargés magnétiquement disposés à seulement un nanomètre de distance, soit l’équivalent d’un millionième de la largeur d’une tête d’épingle.

Avec l’aide du microscope, les scientifiques ont pu injecter un courant électrique qui inverse l’orientation magnétique d’un atome, vers le haut ou vers le bas, imitant de ce fait le fonctionnement d’un disque dur normal, mais à une échelle beaucoup plus petite.

Pour mieux comprendre ce que cela représente, il faut savoir que les disques durs actuels utilisent environ 100’000 atomes pour stocker un seul bit. L’équipe explique que cette technique pourrait aider à produire des disques durs qui seraient 1000 fois plus denses que ceux qui existent actuellement. Alors bien que ce processus restera sans doute, encore longtemps, trop compliqué et trop coûteux pour qu’il puisse être commercialisable, il est intéressant de constater qu’une telle chose puisse déjà être physiquement réalisable.

Bien que des scientifiques aient précédemment tenté de stocker des données sur des atomes uniques, selon l’équipe d’IBM, il s’agit bien du plus petit disque dur jamais créé à l’aide d’un unique atome, un système bien plus petit et stable que le précédent. « La haute stabilité magnétique associée à la lecture et à l’écriture électrique montre que la mémoire magnétique à un seul atome est en effet possible », concluent les chercheurs d’IBM.

VIDÉO : IBM a créé le plus petit « aimant » au monde en utilisant un seul atome, et l’a utilisé pour stocker des données informatiques

D’autres travaux concernant les supports de stockage atomiques :

Sources : Nature, IBM

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