Des smartphones aux supercalculateurs, le besoin croissant d'appareils plus petits et plus économes en énergie a fait du stockage de données à haute densité l'une des quêtes technologiques les plus importantes.

Aujourd'hui, des scientifiques de l'Université de Manchester ont prouvé que le stockage de données avec une classe de molécules connues sous le nom d'aimants à molécule unique est plus réalisable qu'on ne le pensait auparavant.

La recherche, dirigé par le Dr David Mills et le Dr Nicholas Chilton, de l'École de chimie, est publié dans La nature . Il montre que l'hystérésis magnétique, un effet mémoire qui est un préalable à tout stockage de données, est possible dans des molécules individuelles à -213 °C. Celle-ci est extrêmement proche de la température de l'azote liquide (-196 °C).

Le résultat signifie que le stockage de données avec des molécules uniques pourrait devenir une réalité car les serveurs de données pourraient être refroidis à l'aide d'azote liquide relativement bon marché à -196 °C au lieu d'hélium liquide beaucoup plus cher (-269 °C). La recherche fournit une preuve de concept que de telles technologies pourraient être réalisables dans un avenir proche.

Le potentiel de stockage de données moléculaires est énorme. Pour le replacer dans un contexte de consommation, les technologies moléculaires pourraient stocker plus de 200 térabits de données par pouce carré - c'est 25, 000 Go d'informations stockées dans quelque chose d'environ la taille d'une pièce de 50 pence, par rapport au dernier iPhone 7 d'Apple avec un stockage maximum de 256 Go.

Les aimants à molécule unique affichent un effet de mémoire magnétique qui est une exigence de tout stockage de données et les molécules contenant des atomes de lanthanide ont présenté ce phénomène aux températures les plus élevées à ce jour. Les lanthanides sont des métaux des terres rares utilisés dans toutes les formes d'appareils électroniques quotidiens tels que les smartphones, tablettes et ordinateurs portables. L'équipe a obtenu ses résultats en utilisant l'élément lanthanide dysprosium.

Le Dr Chilton déclare :« C'est très excitant car l'hystérésis magnétique dans des molécules uniques implique la capacité de stockage de données binaires. L'utilisation de molécules uniques pour le stockage de données pourrait théoriquement donner une densité de données 100 fois plus élevée que les technologies actuelles. Nous approchons ici de la température de l'azote liquide, ce qui signifierait que le stockage de données dans des molécules individuelles deviendrait beaucoup plus viable d'un point de vue économique.'

Les applications pratiques du stockage de données au niveau moléculaire pourraient conduire à des disques durs beaucoup plus petits qui nécessitent moins d'énergie, ce qui signifie que les centres de données à travers le monde pourraient devenir beaucoup plus économes en énergie.

Par exemple, Google possède actuellement 15 centres de données dans le monde. Ils traitent en moyenne 40 millions de recherches par seconde, résultant en 3,5 milliards de recherches par jour et 1 200 milliards de recherches par an. Pour gérer toutes ces données, en juillet de l'année dernière, il a été signalé que Google disposait d'environ 2,5 millions de serveurs dans chaque centre de données et que ce nombre était susceptible d'augmenter.

Certains rapports indiquent que l'énergie consommée dans ces centres pourrait représenter jusqu'à 2 % des émissions mondiales totales de gaz à effet de serre. Cela signifie que toute amélioration du stockage des données et de l'efficacité énergétique pourrait également avoir d'énormes avantages pour l'environnement et augmenter considérablement la quantité d'informations pouvant être stockées.

Le Dr Mills ajoute :« Cette avancée éclipse le précédent record qui était de -259 °C, et a pris près de 20 ans d'efforts de recherche pour atteindre. Nous nous concentrons maintenant sur la préparation de nouvelles molécules inspirées de la conception de cet article. Notre objectif est d'atteindre des températures de fonctionnement encore plus élevées à l'avenir, fonctionnant idéalement au-dessus des températures d'azote liquide.'