Stocker des données sur des atomes

À l’heure actuelle, les éléments qui stockent les bits sur les disques durs sont mille fois plus gros qu’un atome. Demain, on stockera peut être justement sur des atomes ! Des scientifiques de l’Université Radboud ont en effet découvert un nouveau mécanisme de stockage magnétique de l’information dans la plus petite unité de matière : un seul atome.

« Les ordinateurs ont atteint des limites fondamentales à propos de leurs performances et ils consomment beaucoup d’électricité, actuellement plus de 5 % de l’électricité mondiale. La science fondamentale montre que nous pouvons gagner beaucoup plus en efficacité énergétique. Mais nous nous concentrons sur un élément essentiel aujourd’hui : améliorer leur capacité de stockage. Nous utilisons les atomes, parce qu’ils sont la plus petite unité de matière et parce qu’ils nous permettent également de mieux comprendre la science fondamentale », explique un des membres de l’équipe, Brian Kiraly.

Cette annonce incite à être optimiste car différentes contraintes rendaient, jusqu’à présent,  impossible ce type d’opération. Depuis dix ans, les chercheurs n’arrivaient pas à répondre à différentes problématiques : comment permettre à l’atome de cesser de se retourner, combien d’atomes sont-ils nécessaires pour stabiliser l’aimant et combien de temps peut-il conserver l’information avant de se retourner à nouveau ?

Substrat spécial

Mais au cours des deux dernières années, des scientifiques de Lausanne et d’IBM Almaden ont trouvé comment empêcher l’atome de se retourner. Seul bémol, ce processus marche à des températures très basses, 40 Kelvin ou -233 degrés Celsius… Impossible de l’appliquer dans la vie de tous les jours. Néanmoins, ces travaux avaient permis de constater qu’un seul atome peut être un souvenir.

Une étape majeure a donc été franchie par l’équipe de Radboud. Afin de contourner les problèmes classiques d’instabilité, les scientifiques se sont appuyés sur un substrat spécial, le phosphore noir semi-conducteur. À l’aide d’un microscope à effet tunnel, ils ont pu « voir » des atomes de cobalt simples sur la surface du phosphore noir. En raison de la résolution extrêmement élevée et des propriétés spéciales du matériau, ils ont démontré que les atomes de cobalt pouvaient être manipulés dans l’un des deux états binaires.

Cette piste pourrait aussi permettre le stockage magnétique  à température ambiante. Il serait ainsi possible de stocker beaucoup plus d’informations qu’avec les disques durs actuels. Bien que les résultats soient prometteurs, les promesses de cette avancée restent pour l’instant hypothétiques. Il n’y a pas encore de matériel qui puisse tirer profit des résultats des chercheurs.

Philippe Richard