Frage:
Warum brauchen wir 12 Atome, um 1 Bit Daten zu speichern?
Lazer
2012-02-01 22:37:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Neuere Forschungen bei IBM haben einen Weg gefunden, 1 Bit Daten in 12 Atomen zu speichern.

Dies ist zwar eine große Leistung im Vergleich zu Was wir heute haben, scheint für ein nicht-physisches Auge wie mich eine Verschwendung zu sein.

Aus dieser Abbildung auf derselben Seite:

enter image description here

es sieht so aus, als könnten wir 1 und 0 basierend auf der Ausrichtung der magnetischen Eigenschaften von 12 Atomen bestimmen.

Aber warum ist eine kleinere Einheit wie nur ein Atom? nicht gut genug?

1 Bit Information bedeutet, dass es zwei ** stabile ** Zustände gibt, die unterschieden werden können **, in die Sie das System übertragen können, und dass es in diesem Zustand bleibt. Wie erreichen Sie dies mit 1 Atom?
@valdo: einfach - Magnetisierung von links nach rechts ist ein Zustand, das Gegenteil ist ein anderer.
Drei antworten:
Kent Byerley
2012-02-01 23:05:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ich denke nicht, dass dies eine physikalische Einschränkung ist, sondern eine der aktuellen technischen Möglichkeiten. Wie Sie verweisen, konnten durch die Verwendung von 12 Atomen die Informationen beibehalten werden, ohne die daneben gespeicherten Informationen zu beeinträchtigen. Sie benötigen auch genug Datenmasse, um das Lesen und Schreiben der Informationen zu ermöglichen, ohne die Daten neben den interessierenden zu beeinflussen. Theoretisch könnten die Binärdaten in einem anderen Merkmal gespeichert werden, also einem einzelnen Atom, aber wir (IBM) tun dies derzeit nicht haben eine Möglichkeit, dies zu tun.

Nur um Ihrer Antwort ein wenig hinzuzufügen (und ohne ein spezifisches Wissen über diese IBM-Entwicklung): Die Masse der Atome hängt wahrscheinlich mit dem Unsicherheitsprinzip zusammen, bei dem die Messung einer physikalischen Eigenschaft von nur einem Atom wahrscheinlich ihren Zustand ändern würde und stattdessen Wenn 12 mit aktuellen Geräten gemessen wird, ist dies wahrscheinlich stabiler und wird durch die Messung nicht verändert.
-1
@Revo zwar, aber als stabiles "Molekül" wird sich diese 12-Atom-Verbindung nach der Messung wahrscheinlich wieder in den ursprünglichen Zustand zurückversetzen, weshalb diese Struktur erforderlich ist. Es ist ein bisschen wie bei termoplastischen Materialien, die sich nach Beschädigung durch Wärmeeinwirkung wiederherstellen können.
@Chiguireitor Das ist sehr komisch. In den Postulaten der Quantenmechanik bin ich so etwas noch nie begegnet. Wollen Sie damit sagen, dass der Zustand nach dem "Zusammenfallen" in einen der Eigenzustände des gemessenen Observablen ein Gedächtnis hat, so dass er sich nach dem Zusammenfallen wieder in seinen Zustand zurückentwickelt?! Ich denke nicht, dass dies möglich ist, weil der Staat nach dem Zusammenbruch ein anderer Staat wurde.
@Revo Ich weiß nicht genau, wie IBM dies erreicht hat, aber ich weiß, dass dies bei Proteinbindungen geschieht, bei denen sich bestimmte Proteine ​​aufgrund der Wechselwirkungen zwischen ihren Bindungsatomen entsprechend den anderen Proteinen biegen. Ich bin jedoch kein Experte Also nimm mein Wort nicht dafür. EDIT: Und ich spreche nicht von "Gedächtnis" an sich, eher von einem wechselseitigen Zustand, in dem Sie nur ein "Grenz" -Atom der Struktur messen und die "stabile" Bindung des Restes den gemessenen Teil nach einer Störung stabilisiert.
Alexander
2012-02-02 01:13:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Für jede Art von magnetischer Datenspeicherung benötigen Sie einen magnetischen Zustand, der über die Zeit stabil ist. Das magnetische Moment eines isolierten Einzelatoms hat keine Vorzugsrichtung, daher sind die Energiezustände entartet.

Die in diesem Experiment verwendeten 12 Atome stellen keine Untergrenze dar. Im Prinzip können sie auch mit 2 Atomen arbeiten, wenn die richtigen magnetischen Wechselwirkungen zwischen diesen beiden Atomen vorliegen. Wenn Sie die Anzahl der Atome verringern, steigt die Wahrscheinlichkeit eines Umkippens des magnetischen Moments aufgrund thermischer Schwankungen des gesamten Clusters dramatisch an, sodass Ihre Informationen nach kurzer Zeit verloren gehen.

Ein Atom kann nur sein Wird verwendet, wenn Sie eine andere Eigenschaft verwenden, z. B. die Position zum Speichern von Daten. IBM hat sogar ein solches System mit einem Rasterkraftmikroskop entwickelt, das im Prinzip nur ein einziges Atom verwenden kann, aber ich bin mir nicht sicher, wie weit sie mit einer praktischen Anwendung ( Millipede-Speicher) sind.

Ist der grundlegende Unterschied zum "Quantencomputing", dass sie die entarteten Energiezustände zulassen? Wäre es also richtig zu sagen, dass dieses Gerät die Grenze des deterministischen Rechnens überschreitet?
Dies stößt definitiv an die Grenzen der deterministischen Datenspeicherung, aber ich würde es nicht mit Quantencomputing vergleichen, da dieser gesamte Ansatz hier nur das Speichern und Lesen von Datenbits umfasst und es keinerlei Berechnung gibt.
Martin Beckett
2012-02-02 01:21:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

1 Atom kann zum Speichern von Informationen verwendet werden, es ist einfach nicht ganz so praktisch.

Vor 10 Jahren hat IBM ein Atomic Force Microscope (AFM) verwendet, um das Wort "IBM" in einzelne Xenon (? ) Atome auf einem Siliziumwafer.

Natürlich brauchten Sie ein AFM und die Probe musste bei einigen Kelvin in einem vermutlich beeindruckenden Vakuum aufbewahrt werden.

IBM written with individual atoms

"1 Bit kann zum Speichern von Informationen verwendet werden", was nicht zu beanstanden ist. :) :)
Was ist auf diesem Bild? Was sind diese Berge wie Gipfel?
@Lazer sind das AFM-Bild einzelner Atome, die IBM ausdrücken
AFM: http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_force_microscopy


ⓘ
Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
Loading...