У біокомп’ютерах майбутнього дані будуть зберігати рідкі біти

Серед сучасних методів зберігання інформації нова концепція, запропонована вченими з університету Мічигану, напевно, найбільш екстравагантна. Дослідники припустили, що комп’ютери майбутнього будуть «начинені» рідкими бітами: дані записуються і зберігаються в мікроскопічних частинках, підвішених в рідині.

Скупчення міні-сфер можуть організовувати себе в структуру, що оточує центральну сферу. При цьому кількість конфігурацій, які частинки можуть прийняти, обмежена. Автори методики порівнюють це з кубиком Рубіка, який може бути скручений тільки певним чином навколо центральної точки.

Шерон Глотцер (Sharon Glotzer) і її колеги представили, що кожна з таких конфігурацій може представляти собою одиницю інформації. Якщо центральна сфера в системі менше за інших, то оточуючі її частинки будуть ловити один одного і затримувати в певному стані. Так і буде зберігатися інформація.

Якщо ж сфера досить велика, то частинки можуть бути переналаштовані контрольованим чином для зберігання різної інформації, з використанням зразків руху, аналогічних тим, що реконфігурують кубик Рубіка.

У рамках експерименту команда Глотцер створила кластер з п’яти сфер в рідині і подивилася, як система буде перемикатися між двома станами (ніби нулі і одиниці традиційних обчислювальних бітів).

Кластер з чотирьох часток, сполучених з центральною сферою, яка може мати два стани, як і звичайний комп’ютерний біт. Але кластер з 12 частинок, наприклад, може мати майже 8 мільйонів унікальних станів, що представляють 2,86 байта даних або 22,9 звичайних бітів.

«Насправді, наша ідея та експеримент — це лише перші кроки. В майбутньому ми плануємо провести більше експериментів, щоб перевірити нашу концепцію», — говорить Глотцер.

Найближчим часом вчені хочуть створити кластери, які можуть бути заблоковані в певному стані для зберігання біта даних, а потім знову розблоковані для того, щоб у інформацію можна було б внести зміни.

Для майбутніх експериментів Глотцер і її колеги будуть використовувати гель, з якого створять центральну сферу. На відміну від звичайної рідини, гель може набухати і назад стискатися, що зробить керування системою більш простим.

В теорії терабайт даних може зберігатися в столовій ложці рідких кластерів. Однак дослідники відзначають, що така система може бути вкрай важко масштабованою. Критики концепції зазначають, що в даний момент не існує очевидних способів зчитування і запису даних для великого числа кластерів, плаваючих в рідині.

Команда Глотцер відповідає на це, що проблему можна вирішити, використавши окремі кластери як інструкції для складання різних конфігурацій з різних матеріалів в мікроскопічному масштабі. Стаття Глотцер і її колег з докладним описом ідеї була опублікована в журналі Soft Matter.

Дослідники зазначають у прес-релізі, що дана концепція не призначена для того, щоб замінити традиційні методи зберігання даних у звичайних обчислювальних машинах. Замість цього вони пропонують використовувати рідкі біти для проведення комп’ютерних операцій в біологічних системах, наприклад, для моніторингу стану пацієнта за допомогою імплантованих міні-пристроїв.