IBMが世界最小サイズ(原子1個分)の磁石の開発に成功!

IBMのサンノゼ研究施設で働く研究者の国際チームが、単一原子で作られた世界最小の磁石を開発したことを最近公表しています。Nature誌に掲載された彼らの研究論文の中で、そのチームは、彼らの偉業を、古典的な手法を使った磁気記憶メディアのサイズ縮小における、究極的限界と表現していて、単一ビットデータ保存用にその微小磁石が利用可能と言っています。

超高密度磁気記憶メディア

IBM researchers create world’s smallest magnet

ハードドライブが発明されてからずっと、科学者達は、それらをより小型化する方法を考え出すことに没頭する傍ら、もっと多くの情報を詰め込むことができるように、それらを高密度化する方法も同時にしていました。IBMのチームが言及しているように、単一ビットの情報を保存するのに約10万個の原子が必要になります。もし、彼らの単一原子アプローチが商品化可能であると分かった場合、それは、アップルの歌のiTunesライブラリーのようなとてつもなく巨大な物を、クレジットカード程の大きさしかない物に記憶する事を可能にするようです。

To create their tiny magnet, the team used a scanning tunneling microscope to manipulate holmium atoms placed on a magnesium oxide plate (to keep the magnetic poles stable). Applying an electric current to the microscope’s probe allowed for changing the magnetic orientation of the atom between two states, which, the team notes, could be used to represent on/off states for a single bit of data. To read the state, the team measured the magnetic current passing through the atom. The team notes also that the state of several atoms could be read or written when the atoms were as close as a single nanometer apart.

今回の微小磁石を作り出すために、チームは、(磁極の安定性を保つために)酸化マグネシウムプレートの上に置かれたホルミウム原子を巧く活用するために、走査トンネル顕微鏡を利用しています。その顕微鏡のプローブへ電流を印加することで、2つの状態の間で原子の磁気配向を変えることを可能にし、チームが言うには、その2つの状態を、単一ビットデータ用のオンオフ状態を表現するのに利用可能だということです。その状態を読み出すために、国際チームは、当該原子を通過する磁流を測定しました。チームは、数原子の状態が、原子が1ナノメートル幅程度離れている場合、読み書きが可能であることにも言及しています。

IBM has been investing heavily in scanning tunneling microscope research for decades, a technology they have been credited with inventing (Gerd Binnig and Heinrich Rohrer won the Nobel Prize in physics for this accomplishment back in 1986). Recently, they also announced that they had developed a new technique that offered a better way to measure the magnetic field of individual atoms and in a somewhat related development, also announced that they would be offering the world’s first commercial “universal” quantum-computing service.

IBMは、数十年間にわたって、彼らが、発明の功績(ゲルト・ビーニッヒとハインリッヒ・ローラーは、1986年に遡ってこの功績に対してノーベル物理学賞を受賞しています)があると信じられている技術である、トンネル型走査顕微鏡研究に相当な投資をしてきています。最近になって、彼らは、個々の原子の磁場を計測するためのもっと良い方法を提供する新しい技術を開発したとも発表していて、いくらかこれと関連した進展で、世界初となる、商用汎用量子コンピュータサービスを提供すると発表してもいます。

単純計算で、現在の10万倍高密度の磁気記憶メディアを作り出すことができるような感じですが、この技術が実際に商用化された暁には、データセンターが小型化されるかもしれません。