Arvutite kõvakettaid võib käsitleda tillukeste pulkmagnetite kogumitena. Sõltuvalt magnetvälja jõujoonte suunast võivad magneetunud piirkonnad tähistada 1 või 0. "Kui tavaline pulkmagnet pooleks murda, saame kaks magnetit. Võime teha seda uuesti ja uuesti, sisuliselt igavesti. Nüüd oleme jõudnud aga piirini, kus see enam võimalik pole," sõnas uurimuse juhtivautor Fabian Natterer ERR Novaatorile antud intervjuus.

Nattereri töö näitab, et bittidena saab kasutada üksikute aatomite elektronide loomuomast magnetmomenti. Teoreetiliselt võimaldaks see talletada andmeid seniolematutel tihedustel.

Näiteks kõik iTunes-ist leitavad 35 miljonit laulu mahuks üksikuid aatomeid kasutades pangakaardisuurusele kõvakettale. Nüüdisaegsetes tippseadmetes kasutatakse iga biti esindamiseks 100 000 kuni miljonist aatomist koosnevaid magneetunud piirkondi. "Meie enda jaoks on see muidugi lihtsalt üks ilus number, mida ajakirjanikele anda," sõnas Šveitsis asuva Lausanne`i riiklikus polütehnikumis töötav Natterer.

Hetkel saab ajakirjas Nature esitletud seadmega salvestada ja lugeda korraga vaid kahte bitti. Sedagi vaakumis ja temperatuuril, mis ületab absoluutset nulli vaid nelja kraadi võrra (-269 ºC). Kuid töörühma hinnangul on võimalik ehitada suuremaid süsteeme. Täiendava arendustöö toel võiks need toimida ka kõrgemal temperatuuril.

Alatähtsustada ei tohiks ka inspiratsiooni, mida võib saavutus anda uut tüüpi andmete talletamise meetodite loomiseks. "Kui mõelda, et tööstus on vaid paari suurusjärgu kaugusel teoreetiliselt ületamatust piirist, sunnib see meid juba praegu otsima selleks täiesti uusi lahendusi," mõtiskles füüsik.

Töörühma ennast kütkestasid ühe aatomi suurused magnetid veidi teisel põhjusel. "Sisuliselt on tegu legoklotsidega, millest saab ehitada mitmeid erinevat tüüpi struktuure. Samuti saab aatomeid kasutada väikeste identsete magnetvälja allikatena. Nendega saaks seetõttu suurepäraselt uurida, kuidas mõjutavad magnetväljad ainete käitumist ja omadusi," märkis Natterer.

Saavutuse juures mängisid kriitilist rolli haruldasest muldmetallist holmiumi aatomeid. Magnetvälja jõujoonte suunda oli muuta sedavõrd raske, et töörühm oleks peaaegu alla andnud. "Midagi lihtsalt ei juhtunud. Meil polnud midagi mõõta. Andsime ühel hetkel aatomile selleks tarviliku energia vaid minupoolse hooletuse tõttu. Sealt edasi kulges kõik hüppelise kiirusega," muigas füüsik. Uurimuses kasutatud andmed koguti vaid nädalaga.

Kummalisel kombel ei avaldu kahte holmiumi aatomit teineteise lähistele paigutades kvantnähtused, mis muudaksid info pikaajalise talletamise traditsioonilisemaid elemente kasutades võimatuks. Sarnaste süsteemide uurimisest võiks tõusta tulu tavaarvutitest märksa võimsamate kvantarvutite ehitamisel.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.