2017年8月7日星期一

原子級的硬碟?

「爸爸,爸爸!我叫了你很多次了,幹嗎不理啋我?」婷婷在房間內嚷著。

「等一下…… 爸爸看電影正到緊張的時候啦!」肥爸終於開腔回應。


「怎麼啦,這套電影你不是已經重看了好幾遍嗎?就連我都會背了!」婷婷走了出來,雙手叉腰,一臉不滿地用身體遮著電視站著,向肥爸提出質詢。

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「好吧……」肥爸洩氣地關掉電視道:「都聽你的了,你找我是為了甚麼事呢?」

「嗯,是這樣的!」婷婷開心地說:「我的平板電腦不停在提示說儲存空間不足,我該怎麼辦?」小女孩的情緒變得可真快!

「看來你是拍下了很多影片,所以相當佔位呢,」肥爸檢視著裝置說:「如果我們使用之儲存裝置的數據空間也可以像電影的超級英雄,變成原子級那麼小,那就好多了!」

「但目前人類科技還未能做到,是嗎,爸爸?」婷婷好奇問道。

「不!有一家公司已經做到了,她便是科技界巨人IBM國際商業機器。」肥爸興奮地道來:「IBM的科研人員,過去一直探索使用原子來開發各種新穎儲存技術的可能性。他們早在 2012 年時,已做到以 12 顆原子的陣列來儲存每一位元的資訊,當時還被認為是人類科技的極限!」

12原子!那不是小到無法想像嗎?」婷婷驚訝不已。

「故事還未完結,科研人員反覆測試後,才發現原來他們尚沒有找對材料!情況就好比愛迪生做了過千實驗,才發現鎢絲最適合製成耐用性高的燈泡那樣。」


肥爸接著說:「IBM最近把單一顆的「鈥」(Holmium)原子,放置於氧化鎂(Magnesium Oxide)的表面上,成功地保存了它的磁極方向。然後使用『掃描式穿隧電子顯微鏡』(Scanning Tunneling Microscope,縮寫為STM)來翻轉、測量這一顆原子的磁極。」

『掃描式穿隧電子顯微鏡』是一種利用量子力學,通過電流來觀測物體表面形貌的納米級顯微镜。


當空隙的厚度增加時,穿隧電流大大減少。因此電流的改變便能反映出樣本表面的起伏。


婷婷忽然好像有所領會,說:「這顆小小的原子,是不是就能利用磁極方向的變更,來儲存一個位元的資料了!?」

「全對!相比起目前最先進的傳統磁碟,都要大約100,000顆原子才能儲存一個位元。科技人員單就儲存密度來推算,整個iTunes上全部3,500萬首歌,使用這原子級技術,只需一張信用卡大小的卡片,都能儲存到了!」肥爸自豪地說。

「好哇!」婷婷叫道:「我們何時才可以買到這種硬碟啦?」


「嗯,由理論到實用化之前要翻越的障礙,依然是非常多的。別的不說,光是『掃描式穿隧電子顯微鏡』目前就還是個龐然巨物,而且還要液態氮冷卻和真空才能運作。」肥爸解釋:「即使我們已經有能力使用個別的原子來儲存資料,但想要 1EB (Exabyte艾位元組),即相當於十億個GB容量的硬碟,還有得等唷……

「哼!又要等等等……」婷婷不忿道:「那麼現在的問題又該怎麼辦?」


肥爸輕拍女兒肩膀說:「你平日不是最愛看著天上的雲,想像一番的嗎?我們不如花點時間,選擇一些影片檔備份到雲端硬碟,清出平板的空間,那樣你不就可以繼續發揮想像力,拍更多的影片了?」

「好呀,謝謝爸爸!」


文:Edmond

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