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IBM registra bit nell’atomo «In futuro 35 milioni di brani iTunes nella carta di credito»

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Scienziati di IBM Research hanno creato il magnete più piccolo al mondo e sono riusciti a memorizzare un singolo bit di informazione su un atomo, un livello di densità di archiviazione mai ottenuto prima. I ricercatori – spiega VentureBeat – hanno sfruttato un microscopio a scansione a effetto tunnel, dimostrando una tecnologia che potrebbe un giorno consentire di memorizzare grandi quantità di dati in uno spazio piccolissimo.

I dischi fissi attuali sfruttano circa 100.000 atomi per memorizzare un singolo bit di informazione. La possibilità di leggere e scrivere un bit su un atomo apre scenari che dovrebbero consentire la creazione di dispositivi di storage molto più piccoli, permettendo di memorizzare l’intera libreria iTunes di Apple (35 milioni di brani) sullo spazio equivalente di una carta di credito.

“I bit magnetici rappresentano il cuore di hard disk, nastri di registrazione e memorie magnetiche di nuova generazione”, ha spiegato Christopher Lutz, ricercatore che lavora preso l’Almaden Research Center di IBM a San Jose (California). “Abbiamo condotto questa ricerca per capire cosa succede quando si porta la tecnologia all’estremo, la scala atomica”.

La svolta è frutto di 35 anni di lavoro di IBM nelle nanotecnologie. Partendo dalla piccola e indivisibile unità della materia, i ricercatori hanno dimostrato la possibilità di leggere e scrivere bit di informazioni usando la corrente elettrica; hanno dimostrato la possibilità di scrivere e leggere atomi in modo indipendente, anche quando questi sono separati da un solo nanometro di distanza (un milionesimo della larghezza della punta di uno spillo). È teoricamente possibile ottenere soluzioni di archiviazione magnetica mille volte più dense rispetto alle odierne, superiore anche a quelle consentite dai chip di memoria usati nelle unità a stato solido.

Dal punto di vista tecnico il singolo atomo è stato legato a una superficie di ossido di magnesio, che permette ai poli nord e sud dell’atomo di mantenere una direzione anche quando sono disturbati da altri magneti nelle vicinanze (l’orientamento magnetico definisce l’1 e lo 0 del bit). Sfruttando il microscopio, i ricercatori hanno introdotto una corrente, elemento che ha permesso di invertire i poli magnetici dell’atomo, attuando così il passaggio da 1 a 0 e viceversa. Per la revisione paritaria lo studio è stato pubblicato su Nature, la rivista di maggior prestigio nell’ambito della comunità scientifica internazionale.

Il team di IBM che si è occupato del progetto
Il team di IBM che si è occupato del progetto

Su un versante del tutto diverso, IBM ultimamente ha rilasciasto API per sviluppatori per la realizzazione di interfacce tra computer quantistici e normali computer. Mentre le tecnologie che operano attualmente sui computer tradizionali possono aiutare a estrarre informazioni e modelli nascosti in grandi quantità di dati esistenti, i computer quantistici offriranno soluzioni a problemi importanti per i quali non è possibile individuare dei modelli, perché i dati non esistono e le possibilità da esplorare per arrivare alla risposta sono di gran lunga superiori a quelle elaborabili dai classici computer.

I sistemi quantistici dovrebbero permettere di affrontare i problemi che attualmente sono considerati di natura troppo complessa ed esponenziale per essere gestiti dai sistemi informatici classici. Una delle prime e più promettenti applicazioni del quantum computing sarà nel campo della chimica. Per una molecola semplice come la caffeina, il numero degli stati quantistici delle molecole può essere incredibilmente ampio, così ampio che tutta la memoria e potenza computazionale disponibile che gli scienziati potrebbero costruire non sarebbe capace di gestire il problema.

Gli scienziati di IBM hanno sviluppato tecniche per esplorare in modo efficiente la simulazione di problemi di chimica su hardware quantistici e sono in corso dimostrazioni sperimentali di varie molecole. In futuro, l’obiettivo sarà quello di modellare molecole ancora più complesse e tentare di predire le proprietà chimiche con una precisione superiore a quella possibile con i computer tradizionali. Possibili applicazioni del quantum computing, sono: scoperta di farmaci e materiali, supply chain e logistica (es. trovare il percorso ottimale ottimizzando le consegne), servizi finanziari (nuovi modi per modellare i dati finanziari e isolare i principali fattori di rischio a livello globale), varie applicazioni nel campo dell’Intelligenza artificiale.

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