科學(xué)突破，還是騙局？芝加哥大學(xué)將數(shù)TB的數(shù)據(jù)塞入毫米級(jí)內(nèi)存

秋葉援 / 2025-02-17 16:5763296

除了“常溫超導(dǎo)”，現(xiàn)代科學(xué)還有哪些鴻溝難以逾越？一個(gè)是電池，另一個(gè)就是存儲(chǔ)技術(shù)。最近，芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院的研究人員似乎打破了其中一個(gè)桎梏，將數(shù)TB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在僅1毫米大小的晶體立方體中。

據(jù)研究人員介紹，他們是利用了晶體內(nèi)的單原子缺陷，通過該缺陷來表示二進(jìn)制1和0來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

簡(jiǎn)單理解，現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)始終依賴于“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)（1和0）。然而，存儲(chǔ)這些二進(jìn)制狀態(tài)的載體均有物理大小限制，進(jìn)而限制了設(shè)備中可以打包的信息量。

舉例來說，在電腦里，二進(jìn)制1和0是在低電壓或高電壓下運(yùn)行的晶體管。在光盤上，1是一個(gè)微小的“坑”變成一個(gè)平面，反之亦然，而0是沒有變化的地方。

無論是晶體管還是光盤，他們都有存儲(chǔ)物理限制。現(xiàn)在，芝加哥大學(xué)的研究人員表示，他們已經(jīng)開發(fā)出克服物理限制的方法。

研究人員成功展示了如何使用晶體結(jié)構(gòu)中缺失的原子，在不超過一毫米的空間內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)TB的數(shù)據(jù)。上述研究剛剛發(fā)表在《納米光子學(xué)》期刊上，除了實(shí)驗(yàn)本身具有吸引力外，這也是經(jīng)典的「跨學(xué)科研究」范本。

跳出單一研究來看，這是一次使用量子技術(shù)改變非量子計(jì)算機(jī)的經(jīng)典案例，并將「輻射劑量計(jì)」的研究轉(zhuǎn)變?yōu)殚_創(chuàng)性的「微電子內(nèi)存存儲(chǔ)」。

說起「輻射劑量計(jì)」，該項(xiàng)目的第一作者“萊昂納多·弗朗薩”在巴西圣保羅大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間，正準(zhǔn)備埋頭輻射劑量計(jì)方面的研究，但很快就對(duì)如何通過光學(xué)技術(shù)“讀取”這些信息感興趣。

“當(dāng)晶體吸收足夠的能量時(shí)，會(huì)釋放電子和空穴，而這些特性被缺陷所掩蓋。”弗朗薩說：“利用這個(gè)缺陷，我們就可以閱讀這些信息。”

最后，為了創(chuàng)造新的內(nèi)存存儲(chǔ)技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)還在晶體中添加了“稀土”離子，從而利用了稀土強(qiáng)大、靈活的光學(xué)特性。

關(guān)于開頭提到的“單原子缺陷”，是將帶電間隙指定為“1”，將不帶電間隙指定為“0”，通過該缺陷能將晶體變成強(qiáng)大的內(nèi)存存儲(chǔ)設(shè)備，其規(guī)模在經(jīng)典計(jì)算中是“前無古人”的存在。只希望這項(xiàng)研究不會(huì)像當(dāng)年的LK-99一樣，引爆輿論，但是沒有下文。

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