Feynman’ın Rüyası Gerçek Oldu


Raşit Gürdilek

Tek atom = tek bit temelli hard disk yapıldı

Her gün modern dünyada oluşturulan milyar kere milyar bayt yeni veri, bu verinin depolanacağı belleklerdeki veri birimlerinin daha küçük yer kaplamasını zorunlu kılıyor. Bilgisayar kullanıcılarının yakından tanış olduğu birim olan “bayt”, her biri bilgisayar yazılım kodu olan 1 ya da 0’a karşılık gelen sekiz “bit”ten oluşan bir birim.

Şimdiyse Hollanda’nın Delft Üniversitesi Kavli Nanobilim Enstitüsü araştırmacıları, nanoteknolojinin fikir babası sayılan Amerikalı fizikçi Richard Feynman’ın 1959 yılında Amerikan Fizik Derneği’ndeki “Aşağıda Daha Çok Yer Var” başlıklı konferansındaki öngörüsünü gerçekleştirerek, her bir bit bilgiyi, tek bir klor atomuna yükledikleri 1 kilobyte (8000 bit) veri taşıyan bir bellek geliştirdiler.

Çalışmayı yöneten Sander Otte, bu depolama yoğunluğuyla kuramsal olarak insanların şimdiye kadar yazmış oldukları tüm kitapların bir posta pulu üzerine kaydedilebileceğini belirtti. Yaklaşık 6,25 cm2 başına 500 terabit (trilyon bit) depolama yoğunluğunun, halen piyasada mevcut en iyi hard diskten 500 kat daha iyi olduğu açıklandı.

Delft ekibinin bu kayda değer başarıda kullandığı araç, sivri iğnesiyle bir yüzeydeki atomları tek tek tarayıp görüntülendiren ve hareket ettiren bir “tarayıcı tünelleme mikroskobu” (STM). İğne biçimindeki sonda, bakır atomlarından oluşturulan bir yüzey üzerinde her biri 10 nanometreden daha küçük boyutta dikdörtgenler halinde 8 bayt’lık (64 bit) delikler üzerinde klor atomlarını (bir kaydıraklı bilmece gibi) iki farklı pozisyona getirerek belleği oluşturmuş.

Her bit, bakır atomları üzerinde iki pozisyon ve bu pozisyonlar arasında ileri geri kaydırılabilen bir klor atomundan oluşuyor. Eğer klor atomu üstteki pozisyondaysa altta bir delik oluyor ve bu 1’e karşılık geliyor. Eğer delik üstte, klor atomu alt pozisyondaysa, bu kez bit 0 oluyor.

Ekip bu tekniği kullanarak Feynman’ın konferansının “aşağıda daha çok yer var” sözlerini de içeren bir bölümünü 100 nanometre genişliğinde bir alana kodlamış (yukarıdaki görsel). 

Otte, belleğin kararlı ve büyük ölçeklere taşınmaya uygun olmasına karşılık, bu tür belleklerin kısa sürede veri merkezlerinde kullanıma girmesinin beklenemeyeceğini çünkü belleğin çok temiz vakum ortamlarında ve sıvı nitrojen sıcaklığında ( −195,79 °C) çalıştığını belirtiyor. Ama araştırmacı, verilerin atom ölçeğinde depolanması için daha vakit gerekmesine karşın bu başarının o yönde atılmış önemli bir adım olduğunu da vurguluyor. 

KAYNAKLAR

  • 1. “Smallest hard disk to date writes information atom by atom”, Delft University of Technology, 18 Temmuz 2016