Des scientifiques utilisent des cristaux pour stocker des téraoctets de données dans une mémoire millimétrique

Des chercheurs de l’Université de Chicago ont réalisé un exploit majeur en stockant des téraoctets de données dans un cube de cristal d’un millimètre seulement. En utilisant des défauts atomiques, ils ont transformé le stockage classique en une nouvelle ère prometteuse, alliant physique quantique et principes de calcul.

Orienté vers l’avenir : Des chercheurs de l’Université de Chicago ont atteint une étape révolutionnaire, stockant des téraoctets de données numériques dans un cube de cristal d’à peine un millimètre de taille. Ils ont réussi à le faire en exploitant des défauts à l’échelle atomique à l’intérieur du cristal pour représenter les 1 et 0 binaires du stockage de données.

Le stockage de données a toujours dépendu de systèmes qui alternent entre les états « allumé » et « éteint ». Néanmoins, la taille physique des composants stockant ces états binaires a traditionnellement limité la quantité d’informations pouvant être compactée dans un appareil.

À présent, les chercheurs de l’École Pritzker d’ingénierie moléculaire de l’Université de Chicago ont développé une méthode pour surmonter cette contrainte. Ils ont démontré avec succès comment des atomes manquants au sein d’une structure cristalline peuvent être utilisés pour stocker des téraoctets de données dans un espace n’excédant pas un millimètre.

« Nous avons trouvé un moyen d’intégrer la physique des solides appliquée à la dosimétrie des radiations avec un groupe de recherche qui travaille fortement dans le domaine quantique, bien que ce travail ne soit pas exactement quantique », a déclaré Leonardo França, premier auteur et chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Zhong.

Leur étude, publiée dans Nanophotonics, explore comment les défauts cristallins à l’échelle atomique peuvent fonctionner comme des cellules de mémoire individuelles, fusionnant les méthodologies quantiques avec les principes de l’informatique classique.

Dirigée par le professeur assistant Tian Zhong, l’équipe de recherche a développé cette méthode de stockage novatrice en introduisant des ions de terres rares dans un cristal. Plus précisément, ils ont incorporé des ions de praséodyme dans un cristal d’oxyde de yttrium, bien qu’ils suggèrent que cette approche pourrait être étendue à d’autres matériaux en raison des propriétés optiques polyvalentes des éléments des terres rares.

Le système de mémoire est activé par un simple laser ultraviolet qui excite les ions des terres rares, provoquant leur libération d’électrons. Ces électrons sont ensuite piégés dans les défauts naturels du cristal. En contrôlant l’état de charge de ces lacunes, les chercheurs ont effectivement créé un système binaire, où un défaut chargé représente un « un » et un défaut déchargé représente un « zéro ».

Les défauts cristallins ont été précédemment explorés en relation avec l’informatique quantique comme de potentiels qubits. Cependant, l’équipe de PME de UChicago a franchi une étape supplémentaire, découvrant comment les exploiter pour des applications de mémoire classique.

« Il existe une demande pour des personnes réalisant des recherches sur les systèmes quantiques, mais en même temps, il y a une demande pour améliorer la capacité de stockage des mémoires non volatiles classiques. Et c’est à cette interface entre le stockage de données quantiques et optiques que se fonde ce travail », déclare França.

Les chercheurs croient que cette avancée pourrait redéfinir les limites du stockage de données, ouvrant la voie à des solutions de stockage ultra-compactes et à haute capacité dans l’informatique classique.