Споделете тази новина!

паметта

Това е доказано от експерименти в Института по химическа физика на Полската академия на науките във Варшава, които поставят химията на нивото на традиционните изчисления, където данните се съхраняват в битове, или квантовите изчисления, където се съхраняват в qbits. Изследването е публикувано във Physical Chemistry Chemical Physics.

Конрад Гижински и Йежи Горецки от Института по физическа химия на Полската академия на науките (IPC PAS) във Варшава демонстрираха работна памет, базирана на химични явления. Тук един бит се съхранява в три съседни капчици, между които фронтовете на химичните реакции се разпространяват постоянно, циклично и по строго определен начин.

Химичната основа на тази форма на паметта е реакцията на Белоусов-Жаботински (BZ). Ходът на реакцията е колебателен. Когато един цикъл приключи, реагентите, необходими за започване на следващия цикъл, се разтварят в разтвор. Преди реакцията да спре, обикновено има няколко десетки до стотици трептения. Те са придружени от редовна промяна в цвета на разтвора, причинена от фероин, катализатор на реакцията.

Вторият катализатор, използван от варшавските изследователи, е рутеният. Въвеждането на рутений прави BZ реакцията фоточувствителна: когато разтворът е осветен със синя светлина, той спира да трепти. Тази функция дава възможност да се контролира хода на реакцията.

"Идеята ни за химическото съхранение на информация беше проста. От предишните ни експерименти знаехме, че когато капчиците на Белоусов-Жаботински са в контакт, химическите фронтове могат да се разпространяват от капчица до капчица. Затова решихме да потърсим системите от по-малки капки при които възбужданията могат да се извършват по различни начини, като поне две са стабилни. След това можем да присвоим последователност от възбуждания на логическа стойност 0, друга до 1, и за да превключваме между тях и да налагаме определена промяна на състоянието на паметта, бихме могли да използваме светлина “, обяснява професор Горецки.

Експериментите са проведени в контейнер, напълнен с тънък слой липиден разтвор в масло. Малки количества осцилиращ разтвор бяха добавени към системата с капчици, образувани в пипета. Те бяха поставени върху краищата на оптичните влакна, докарани до основата на контейнера. За да се предотврати изплъзването на капчиците от оптичните влакна, всяка от тях е била имобилизирана от няколко пръчки, стърчащи от основата на контейнера.

Като кулминация на тестовете си изследователите наблюдават тройки съседни капчици, разположени в триъгълник, в които са в контакт помежду си. Химичните фронтове могат да се разпространяват тук по много начини: капчиците могат да трептят едновременно в антифазата, две капчици могат да трептят едновременно и да налагат трептения в третия и т.н. Изследователите се интересували най-много от режимите на въртене, при които химическите фронтове преминавали от капчица в капчица в последователност 1-2-3 или в обратна посока (3-2-1).

Капчица, в която реакцията на Белоусов-Жаботински протича бързо, възбужда, но отнема много повече време, за да се върне в първоначалното си състояние и едва след това може да се възбуди отново. Следователно, ако в режим 1-2-3 възбудата достигне спад три твърде бързо, няма да достигне спад, за да започне нов цикъл, тъй като капчицата няма да има достатъчно време, за да "почине". В резултат на това режимът на въртене ще изчезне. Изследователите се интересували само от режими на въртене, способни на многократни повторения на възбуждащия цикъл. Те имаха допълнително предимство: химическите фронтове, които циркулират между капките, приличат на спирална вълна, а вълните от този тип се характеризират с по-голяма стабилност.

"Всъщност химическият ни бит има малко по-висок потенциал от класическия бит. Режимите на въртене, които използвахме за записване на нулевото и едно състояние, имаха най-кратки периоди на трептене съответно от 18,7 и 19,5 секунди. Да, системата трептеше по-бавно, можеше да се говори на трето допълнително логическо състояние ", коментира Гизински, който посочи, че това трето състояние може да се използва, например, за проверка на точността на регистъра.