По мере развития технологий записи цифровых данных проблема хранения архивов ничуть не теряет своей актуальности. Напротив, новые технологии генерации контента опережают темпы расширения хранилищ. Говоря словами Алисы из знаменитого произведения Кэрролла: «Нужно бежать со всех ног, чтобы просто оставаться на месте». Учёные из Австралии обещают «не оставаться на месте» в системах магнитной записи, а сделать рывок, представив миру магнит из одной молекулы.

Почему ИИ никак не сесть на безматричную диету

Пять причин полюбить HONOR X8c

Пять причин полюбить HONOR Magic7 Pro

Обзор умных часов HUAWEI WATCH 5: часы юбилейные

Фитнес-браслет HUAWEI Band 10: настоящий металл

Пять причин полюбить HONOR Pad V9

Hollow Knight: Silksong — песнь страданий и радостей. Рецензия

HUAWEI FreeArc: вероятно, самые удобные TWS-наушники

Источник изображения: Jamie Kidston/ANU

Разработкой магнита из одной молекулы занялся коллектив из Австралийского национального университета (ANU) в сотрудничестве с Университетом Манчестера. Также были привлечены вычислительные ресурсы Центра суперкомпьютеров Pawsey в Западной Австралии. Отчёт о работе опубликован в последнем номере журнала Nature.

Сегодня магнитная запись осуществляется с вовлечением огромного массива атомов на дисках, которые организуются в домены. Соседние домены негативно влияют друг на друга, и это тоже мешает повышать плотность записи на магнитных дисках. Домен размером с одну молекулу стал бы выходом, который привёл бы к высокоплотной записи данных, и работы в этом направлении идут. Но пока все предложенные материалы демонстрируют стабильность сверхмалых магнитных доменов только при очень низкой температуре — около 80 К (-193 ℃). Учёные из Австралии шагнули в более тёплую область рабочих температур, открыв магнитную молекулу, стабильную при температуре 100 К (-173 ℃).

«Новый одномолекулярный магнит, разработанный исследовательской группой, может сохранять своё магнитное состояние при температуре до 100 Кельвинов, что составляет около минус 173 градусов по Цельсию, или такой же холодной, как лунный вечер», — сказал соавтор исследования профессор Николас Чилтон (Nicholas Chilton) из ANU.

Очевидно, что в домашних условиях непросто поддерживать температуру -173 ℃. Однако для центров обработки и хранения данных это вообще не проблема. Таких температур легко добиться с использованием такого недорогого хладагента, как жидкий азот. Слоган «Храните данные в морозилке» может стать насущной реальностью.

Сама по себе молекула-магнит представляет давно известное соединение редкоземельного элемента диспрозия с двумя атомами азота. В обычных условиях все три атома расположены зигзагом, но благодаря добавке алкена они выстроились почти в идеальную прямую, что придало молекуле магнитные свойства.

Учёные теоретически обосновали структуру магнитной молекулы и вычислили её свойства, для чего был использован суперкомпьютер и квантовая механика. Уравнения квантовой механики дают результат, совпадающий с показаниями эксперимента до 12 знаков после запятой. Поэтому расчётам можно верить. Сделанное открытие позволит оттолкнуться от него и найти молекулы с ещё более сильными магнитными характеристиками, или поддерживающими их при более высокой температуре.

«Эта новая молекула может привести к появлению новых технологий, которые позволят хранить около трёх терабайт данных на квадратный сантиметр. Это эквивалентно примерно 40 000 CD-копий альбома "Тёмная сторона Луны", помещенных на жёсткий диск размером с почтовую марку, или примерно полумиллиону видеороликов TikTok», — резюмируют исследователи.

Экспоненциальный рост информационного потока и прогресс в сфере нейронных сетей и искусственного интеллекта требуют новой и необычной памяти, поскольку требования к хранению и обработке данных переросли современные технологии. Кандидатов на эту роль много, и одним из них может стать созданная в Барселоне память на магнитных вихрях, которая, к тому же, удачно имитируют синапсы головного мозга человека, прокладывая путь к нейроморфным вычислениям.

Пять причин полюбить HONOR Pad V9

Hollow Knight: Silksong — песнь страданий и радостей. Рецензия

Пять причин полюбить HONOR X8c

Почему ИИ никак не сесть на безматричную диету

HUAWEI FreeArc: вероятно, самые удобные TWS-наушники

Фитнес-браслет HUAWEI Band 10: настоящий металл

Пять причин полюбить HONOR Magic7 Pro

Обзор умных часов HUAWEI WATCH 5: часы юбилейные

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

О разработке сообщили исследователи из Автономного университета Барселоны (UAB), опубликовав статью в журнале Nature Communications. Учёные отступили от идеи использовать сплошные тонкоплёночные покрытия, как, например, происходит при производстве жёстких дисков. Вместо этого они создали массив точек нанометрового размера. Каждая точка представляет собой своеобразную ячейку памяти, разрядность которой может быть ощутимо больше двух классических 0 и 1.

Принцип новой разработки заключается в том, что состоянием ячейки можно управлять без токовой цепи, как происходит в случае классической магниторезистивной памяти. Вместо этого ячейкой управляют напряжением (магнитным полем), что резко снижает энергопотребление памяти и, как следствие, её тепловыделение.

Источник изображений: Nature Communications 2025

Наноточки изготавливаются из первоначально парамагнитного (слабомагнитного) материала FeCoN (соединение железа, кобальта и азота). Когда под электроды под наноточками подаётся напряжение — создаётся электромагнитное поле, происходит выталкивание ионов азота в окружающий материал электролит. Тем самым материал превращается в ферромагнетик с растущим снизу вверх градиентом намагниченности.

После определённого рубежа магнитные моменты атомов в наноточках формируют устойчивую магнитную вихреобразную структуру (Vortion). Это соответствует переводу наноточки в определённое состояние или, проще говоря, ведёт к записи ячейки. Учёные убедились, что регулируя время подачи напряжения на электроде можно добиваться нескольких магнитных состояний вихрей, тем самым повышая разрядность хранения данных в каждой наноточке.

Самым интересным применением нового типа памяти обещает стать её использование в нейроморфных вычислениях. Подобно хранению данных в синапсе человеческого мозга, память на магнитном вихре может содержать одновременно весовой коэффициент и амплитуду, открывая путь к новым типам вычислений в памяти.