數據存儲技術日新月異，同樣大小硬盤能儲存的數據越來越多，只是時間上的問題而已，人們似乎早就習以為常。但日前 IBM 發布一項最新進展，成果可謂相當驚人。研究人員借由將原子轉化為世界上最小的“磁鐵”，能夠將 1 位的數據保存在一顆原子中。

比較之下，目前的硬盤相當于需要 10 萬顆原子才能儲存 1 位的數據，這項進展開啟了超高密度儲存的大門，讓將來的硬盤可以大幅縮小，儲存巨量資料。打個比方，就像是把 iTunes 上 3，500 萬首歌全部存到信用卡一般大小的硬盤當中。

為了弄清楚儲存技術來到原子等級的極限會發生什么情況，位于加州圣荷西的 IBM 研究團隊使用了另一項過去 IBM 自己發明的重要科技，也就是掃描式穿隧電子顯微鏡（scanning tunneling microscope，STM），來觀察那些儲存了數據的原子動作，并且加以定位。他們將鈥（holmium）原子置于氧化鎂（magnesium oxide）的表面，讓原子的磁極穩定，磁極的方向決定了原子構成 1 還是 0。若要將資料寫入這個“儲存系統”，必須借由 STM 的探針誘導電流，翻轉原子的磁極方向。而想讀取訊息，則只需測量經過每個原子的磁流（magnetic current）即可，它的變化是根據哪個磁極朝上來決定。

過去的研究，最多將 3~12 個原子組成可單獨定址的雙穩態磁性位（bistable magnetic bits），現在 IBM 不僅可以減少到只剩一個原子，還能讓儲存在原子上的訊息維持數小時穩定。而且，只要兩個帶磁性的原子，彼此之間僅有一納米的距離，就可以獨立寫入或讀取。

要達到這項目標，必須在納米等級的結構中掌握每個原子，這對目前的儲存技術來說還是過于高深，除了得靠 STM 進行測試，還必須在有液氦冷卻以及極端真空的實驗室環境下才能達成。不過，從 IBM 在 1956 年發明第一顆硬盤 305 RAMAC 以來，當時這部相當于兩臺冰箱那么大、重量超過 1 噸的硬盤，儲存容量只有 5MB；1880 年 IBM 發布了首次以 GB 為單位的硬盤，體積終于縮到只有一臺冰箱的大小；再到 1998 年首次推出 MD（Microdrive），科技進展的腳步不曾停歇。即便 IBM 早已在 2003 年將硬盤部門與日立合并，但如今靠著研究中心的團隊，證明了控制單一原子的磁性就能當作存儲器，向“納米硬盤”的問世跨出了第一步。