《2017微信數(shù)據(jù)報告》顯示，每天有380億條消息從微信上發(fā)出，即使按照每條信息都是文字的“你吃了么”計算，通過微信發(fā)送的消息每天的數(shù)據(jù)量也在280GB以上。根據(jù)科技公司Domo預測，到2020年，地球上每人每天將產(chǎn)生超過140GB的數(shù)據(jù)，而隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷擴張，這個數(shù)字將會繼續(xù)增長。
為了解決數(shù)據(jù)爆炸式增長這一令人頭疼的問題，高密度的數(shù)據(jù)存儲技術得到了越來越多人的重視。近日，阿爾伯塔大學的科學家就在《Nature Communications》期刊上發(fā)表的一篇論文，演示了最新的氫原子存儲技術，他們表示目前可以使用氫原子來實現(xiàn)0與1的數(shù)據(jù)存儲，若該技術商業(yè)化，存儲能力可達 21.4TB 每平方厘米，是現(xiàn)有硬盤存儲能力的 1000 倍。
其實，原子存儲技術早已不是新事物，早在1990年，物理學家DonEigler就已經(jīng)可以利用掃描隧道電子顯微鏡將35個氙原子排列成“IBM"字樣，展示了科學家對原子的控制能力。
而隨著科技的發(fā)展，近些年原子存儲技術的研究越來越多。2016年，荷蘭代爾夫特理工大學的科研團隊通過最新的掃描隧道電子顯微鏡和一個特殊的“鑷子”，控制氯原子在先排好柵格的銅板上的分布，將氯原子和空隙排列成不同的組合，分別代表二進制的0或者1，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲。2017年，洛桑蘇黎世聯(lián)邦理工學院的物理學家FabianNatterer和他的研究團隊也在《自然》上發(fā)表論文，表示用鈥單原子磁子制作出原子硬盤。這個原子硬盤包含兩個鈥單原子磁子，只能存儲2字節(jié)的數(shù)據(jù)，規(guī)模擴大后能把硬盤的存儲密度提高1000倍。
然而，原子存儲技術雖然是現(xiàn)有存儲技術的一大飛躍，但目前來看，依舊難以得到推廣應用。由于原子在常溫條件下極端的不穩(wěn)定性，控制原子的技術成本很高。以氯原子為例，雖然科學家通過原子和空隙排列的形式，讓從前需要液氦-210℃低溫才能實現(xiàn)的原子控制，現(xiàn)在-196℃就能滿足要求，在一定程度上降低了原子的不穩(wěn)定性，但氦-196℃低溫環(huán)境的成本還是很高，并且無法實際應用，難以滿足我們的日常需求。
此外，原子存儲技術選擇哪種適宜的存儲介質(即使用那種原子)和刻錄方法也存在不少爭議。正如我們上面介紹的，不同的科學家選擇研究的原子不同，究竟孰好孰劣目前也無法定義。而在刻錄方法上，阿爾伯塔大學學生，《Nature Communications》期刊上論文的第一作者羅珊·阿奇爾(Roshan Achal)表示，現(xiàn)有刻錄方法存有缺陷，其團隊目前正致力于開發(fā)大規(guī)模探針陣列的數(shù)據(jù)存儲方案來提高刻錄效率。但有懷疑者指出，IBM 公司早在Millipede 項目上就曾使用這種給掃描隧道顯微鏡配備多個探針的方法，卻在7年前已經(jīng)放棄，并認為該技術的真正用武之地是半導體制造中的光刻工藝而非是在原子存儲上。
當然，雖然原子存儲技術在應用上依舊有著很多約束，但與當下應用的存儲技術相比，它在各方面都取得了巨大的進步，也為存儲技術未來的發(fā)展指明了方向。我們期待著在科技的進步下，原子存儲技術今后會取得更大的突破。
