09.05.2017

Создана первая «химическая память» объемом в 1 бит

Подчас поиск новых способов хранения информации заставляет ученых открывать доселе неизвестные свойства привычных вещей. К примеру, всем известно, что «классической» единицей хранения информации является бит. В квантовых системах — квантовый бит (кубит). Но ученые из Физико-химического института польской академии наук открыли новую единицу информации: химический бит, представляющий из себя три обособленных капли химических реагентов, расположенных друг относительно друга таким образом, что реакции, проходящие внутри, и являются переносчиками данных.

За открытие отвечает научная группа доктора Конрада Гизынски и профессора Иржи Горецки. Новую единицу информации назвали «chit» — объединение английских слов «chemical» и «bit». В привычной нам физической памяти биты могут принимать значение 1 и 0. Они записываются, хранятся и считываются при помощи электрического тока, магнитного поля, воздействия лазера и прочих явлений, все из которых можно объединить общим понятием «физическое воздействие». В квантовых компьютерах для операций с данными используются явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности.

А вот для передачи и обработки данных в химической памяти используются химические процессы, проходящие во время циклических реакций Белоусова—Жаботинского. Особенностью этих реакций является то, что как только завершается первый цикл реакции, тут же начинается следующий. Причем сырье, необходимое для последующего этапа, полностью образуется в ходе предыдущего. Конечно, такие реакции со временем затухают, но для их полной остановки могут потребоваться сотни циклов.

Польские исследователи для своих разработок использовали вариант реакции Белоусова—Жаботинского, где каждый цикл сопровождался изменением цвета раствора для того, чтобы лучше следить за ходом реакции. Кроме того, в раствор был добавлен ингибитор на основе рутения. При освещении синим светом благодаря рутению реакция приостанавливалась. В своих экспериментах ученые исследовали множество вариантов взаимного расположения капель раствора, изменяя их количество. В итоге самые лучшие результаты показала система из трех капель разного размера. Удалось выявить, что если система из трех капелек входит в одно из состояний вращательного распространения реакций Белоусова—Жаботинского, то это состояние сохраняет стабильность в течение длительного времени. При этом правильная комбинация последовательности импульсов света с определенной длительностью позволяет получить требующееся направление вращения фронтов реакций, что и является ячейкой для хранения одного бита информации.

В данный момент длительность сохранения информации составляет от 18,7 до 19,5 секунды, но в случае продолжения исследований это время может значительным образом возрасти. Помимо этого, химический бит может находиться не только в значении 0 и 1, но и в третьем значении, что также можно использовать в будущем для совершенствования технологии.

Владимир Кузнецов

Источники:

1. hi-news.ru