Вчені створили перший в своєму роді осередок хімічної пам’яті — хімічний біт

0
85

У класичних комп’ютерах інформація зберігається і обробляється у вигляді традиційних бітів, в квантових обчислювальних системах цю роль виконують квантові біти, кубіти. А експерименти, проведені вченими з Інституту фізичної хімії польської Академії наук, показали, що хімічні реакції також є середовищем, що підходить для зберігання інформації. Створений ученими хімічний біт, хіт (chit), являє собою три крапельки розчинів хімічних реагентів, розташованих особливим чином один щодо одного, всередині яких протікають хімічні реакції, що носять коливальний циклічний характер. Про це повідомляє  INVADERS.

У традиційній електронній пам’яті біти, здатні приймати значення 1 і 0, записуються, зберігаються і зчитуються за допомогою звичайних фізичних процесів і явищ, таких, як електричний струм, заряд або напрямок намагніченості матеріалу. В осередку хімічної пам’яті, створеної групою доктора Конрада Гізинскі (Dr. Konrad Gizynski) і професора Іржі Горецького (Prof. Jerzy Gorecki), для зберігання інформації використовуються хімічні процеси, точніше, один з видів циклічної реакції Бєлоусова-Жаботинського.

Особливістю реакцій Білоусова-Жаботинського є те, що по завершенню одного циклу реакції відразу ж починається наступний цикл, а всі реагенти, необхідні для наступного циклу, є результатами реакцій попереднього циклу. В реальних умовах такі реакції носять затухаючий характер, але до їх повної зупинки в пробірці або реакторі можуть пройти десятки або сотні циклів.

У використаному польськими вченими вигляді реакцій Білоусова-Жаботинського кожен цикл супроводжувався зміною кольору розчину, що було викликане наявністю одного з каталізаторів. Крім цього вчені додали в розчин другий каталізатор на основі рутенію, який служить для управління реакцією Бєлоусова-Жаботинського за допомогою світла. Коли розчин висвітлюється синім світлом, то реакція припиняється.

З фізичної точки зору реакції Бєлоусова-Жаботинського поширюються в розчині у вигляді рухомих фронтів. Тому реакція, ініційована в одній краплі реагенту, може перейти в другу краплю, що знаходиться в контакті з першою. У своїх експериментах учені досліджували безліч варіантів взаємного розташування крапельок розчину, варіюючи одночасно їх кількість. Крапельки наносилися за допомогою піпетки на основу реактора, покриту хімічно пасивним захисним покриттям. Знизу до крапельок були підведені волокна оптичних світловодів, а крапельки утримувалися на місці за допомогою тоненьких прутиків, що стирчать з основи реактора.

І найкращі результати показала система з трьох крапельок різного розміру, що контактують одна з одною. Фронти реакцій можуть поширюватися в такій системі різними способами і найбільш підходящим виявився варіант обертального поширення фронтів реакцій, в прямому або в зворотному напрямку. Фронти реакцій нагадують спіральні хвилі, які характеризуються підвищеною стабільністю.

Експерименти показали, що якщо система з трьох крапельок входить в один зі станів обертального поширення реакцій Білоусова-Жаботинського, то цей стан зберігає стабільність протягом тривалого часу. А правильна комбінація послідовності імпульсів світла з певною тривалістю дозволяє гарантовано отримати потрібний напрямок обертання фронтів реакцій, що і є збереженим значенням біта логічної інформації.

В даний час тривалість зберігання інформації в хімічному біті становить від 18.7 до 19.5 секунд. Крім цього крім двох значень, 1 і 0, хімічний біт може перебувати в додатковому третьому стані, що також можна використовувати на практиці. Проте, появи реальних діючих зразків хімічної пам’яті і хімічних комп’ютерів, в яких використовується така пам’ять, можна буде очікувати не раніше, ніж через кілька років і то в разі виникнення зацікавленості в розвитку даного напрямку.

Поділись

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Please enter your comment!
Please enter your name here





Магазин: