就在昨天， IBM公司駐西班牙阿爾馬登的研究人員們終於破解了原子存儲這一艱深奧秘， 得以利用經過磁化的單個原子存儲1 bit資料。
這裡所使用的原子為鈥原子， 屬於銀白色的鑭系稀土元素， 同時擁有天然材料當中最高的磁矩。
鈥原子通過附著在氧化鎂表面實現南、北極穩定， 並得以抵抗周邊磁性的干擾。 原子本身bit值為1抑或0， 則由磁極方向進行定義。
電流可交換鈥原子的極點， 而這一電流則通過掃描隧道顯微鏡的金屬針尖提供， 如此一來即可實現bit值寫入。 讀取則由隧道磁阻實現， 其利用作為感測器的單個鐵原子的量子自旋共振效應對通過目標原子的電流進行測量。
以上示意圖來自《立足原子尺度感應單原子內磁偶極場》論文
而作為其實現原理， IBM公司在《自然》雜誌上發表的《立足原子尺度感應單原子內磁偶極場》論文對此進行了闡述。
這裡所使用的掃描隧道顯微鏡（亦被稱為納米顯微鏡）需要通過液氦冷卻以確保原子擁有足夠長的磁矩， 最終可靠地實現寫入與讀取。 另外， 其還需要在極端真空條件下運作， 以防空氣分子及其它污染物的干擾。
IBM公司的原子存儲研究人員及設備照片
那麼這些原子能夠在怎樣的週期之內保留其存儲bit值？在論文的摘要部分中， 研究人員們寫道：“我們證明了MgO上的單個Ho原子有能力實現讀取與寫入， 並可在很多小時之內獨立保留自身磁資訊。 ”
論文指出， 兩個磁性原子之間的距離只有有1微米， 即可彼此獨立進行寫入與讀取。
高磁穩定性與電子讀取與寫入能力相結合， 證明單原子磁性存儲確實可行。 在含有一個稀土原子的單分子磁體內的磁偶極穩定性演示， 說明了未來在存儲介質中使用單原子自旋設計確實擁有潛力。
這意味著如果某款設備利用這種存儲技術並得以構建完成， 則其存儲密度將達到現有磁碟機與SSD產品的1萬倍。
來自韓國基礎科學研究所（簡稱IBS）的前任IBM公司研究員Andreas Heinrich博士表示：“已經不存在任何比單一原子更小的載體，
IBM公司還在本周早些時候發佈了一篇量子電腦報告， 表示未來的掃描隧道顯微鏡研究將專注于如何利用單一磁性原子執行量子資訊處理。
評論意見
這是一項了不起的成就， 但還不足以單憑一款信用卡大小的設備存儲相當於3500萬iTunes歌曲的龐大資料。 還需要數十年的研究與工程技術推進才能夠最終確定這一原子級存儲理論是否有能力開發出可用的技術方案。
由IBM公司撰寫的另一篇論文《單一磁性原子的讀取與寫入》也即將在《自然》雜誌上發佈。