Een paar jaar geleden hadden we het over de vorderingen van IBM op het gebied van atomaire opslag. De overgang van een miljoen atomen naar slechts twaalf om één bit op te slaan is een gigantische sprong in dichtheid, maar nu lijkt een groep wetenschappers van TU Delft een definitieve limiet te hebben bereikt. Met behulp van een scanning tunneling microscoop is het gelukt om een opslagoppervlak te ontwerpen met een dichtheid van 500 terabit per vierkante inch. Met andere woorden: Eén bit per atoom.
De vraag naar meer opslagruimte blijft groeien, en dat geldt voor alle sectoren. Webservices vermenigvuldigen zich en dwingen de grote spelers op de markt om de omvang van hun datacenters te vergroten, terwijl consumenten te maken hebben met nieuwe formaten, zwaardere games en de opkomst van 4K-video. Recentelijk hebben we solid-state drives gezien met 16 terabyte aan capaciteit, een oplossing die voor de gemiddelde portemonnee nog onbetaalbaar is, maar laat zien dat er krachtige technologie op komst is. Als we naar experimentele omgevingen kijken, zijn de nieuwigheden veel aantrekkelijker. IBM blijft experimenteren met "atomen als bits", maar het laatste nieuws komt van het Kavli Institute of Nanoscience, onder de vleugels van de TU Delft in Nederland.
De studie
Volgens de gegevens gepubliceerd in het onderzoek hebben de wetenschappers een opslagmodule ontwikkeld met achtduizend bits (bijna één kilobyte in 2^10-formaat), waarbij elk bit wordt voorgesteld door de positie van een chlooratoom op een koperen oppervlak. In losse termen zorgt de combinatie chloor-koper voor een geordend rooster, en met behulp van een scanning tunneling microscoop worden de atomen "verplaatst", vergelijkbaar met puzzels waarbij we stukjes schuiven om de juiste vorm te vinden. Als het atoom zich in de bovenste positie bevindt, interpreteert het systeem dat als een 1, en wanneer het naar de onderste gaat, wordt het als 0 gelezen.
De dichtheid en de beperkingen
Deze directe atomaire manipulatie geeft het systeem een geschatte dichtheid van 502 terabit per vierkante inch, drie ordes van grootte meer dan harde schijven (afhankelijk van het product is dat 500 tot 1000 keer dichter). Wat is het addertje onder het gras? Er zit altijd "iets" in dit soort ontwikkelingen. Momenteel kan atomaire opslag het laboratorium niet verlaten, omdat naast de scanning tunneling microscoop zelf een temperatuur van 77 kelvin (-196 graden Celsius) nodig is om stabiel te blijven. Toch hebben we het over alle boeken die de mensheid ooit heeft geschreven op het formaat van een postzegel. Het potentieel is enorm.
Noot van de redactie: Verschillende zustersites meldden ten onrechte een temperatuur van -321 graden Celsius. Dat is onmogelijk, want dat ligt onder het absolute nulpunt. Het juiste gegeven is 77 kelvin, zoals het onderzoek aangeeft.
