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Moderne Festplatten brauchen für einen Byte Informationen eine halbe Milliarde Atome. Wissenschaftler haben es jetzt aber geschafft, einen Byte auf 96 Atome zu bringen. Die Grenze für das Speichern eines Bits liegt somit bei 12 Eisen-Atomen, die aneinander gereiht ungefähr drei Nanometer messen. Sebastian Loth vom Hamburger Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) präsentierte zusammen mit internationalen Forschern den kleinsten magnetischen Datenspeicher der Welt im Magazin Science. Vergleichbar ist er mit dem DNA-Doppelstrang des menschlichen Erbguts.
Ohne Computerchips und Prozessoren, die dank der modernen Forschung immer kleiner und leistungsfähiger werden, wären beispielsweise Smartphones und Tablet-Computer nicht möglich. Dies ist sogar durch ein wissenschaftliches Gesetz festgelegt, welches Gordon Moore 1965 aufstellte. Es besagt, dass die Anzahl der Transistoren auf einem Prozessor bestimmter Größe etwa alle 18 Monate verdoppelt wird. Loth und seine Kollegen haben den Datenspeicher Atom für Atom aufgebaut, beginnend mit dem kleinsten. In den Laboren des Technikkonzerns IBM im kalifornischen San Jose wurde der Nanospeicher unter dem Rastertunnelmikroskop zusammengesetzt. Zwei Ketten aus sechs Eisen-Atomen speichern jeweils einen Bit – ein Bit sind dabei acht Byte.
Allerdings ist der Nanospeicher für den Gebrauch noch ungeeignet, denn er benötigt Temperaturen von minus 268 Grad Celsius, um für einige Stunden funktionieren zu können. Möglicherweise können auch 200 zusammengesetzte Atome bei Raumtemperatur einen stabilen Zustand bilden. Aber es wird noch dauern, bis atomare Magnete verwendet werden können. Die Forscher experimentierten bisher mit antiferromagnetischen Materialien, die zur Speicherung von Daten als ungeeignet galten, bislang nutzen Festplatten ferromagnetische Effekte wie Eisen und Nickeln. Diese Strukturen brauchen einen Mindestabstand zueinander, um sich richtig auszurichten und Daten verarbeiten zu können. Hier haben die antiferromagnetischen Strukturen einen Vorteil, da sie sich viel näher aneinander platzieren lassen und somit der Schlüssel für den Nanospeicher sind.
In der Zukunft wird es vielleicht Quantencomputer geben, die unglaubliche Rechenleistungen vollbringen können, da sie sich nicht auf die Zustände 0 und 1 beschränken, wie ein Bit. Der Binärcode, mit dem heutzutage digitale Informationen verarbeitet werden, besteht aus einer unendlichen Aneinanderreihung von 0 und 1, die den Operationen wahr und falsch entsprechen. Quantenbits könne sich jedoch gleizeitig in den Zuständen 0 und 1 befinden, die zur gleichen Zeit berechnet werden. Somit könnten Computersysteme künftig unvorstellbar schnell arbeiten.