Bits opslaan in warmte, het kan misschien

Onderzoekers van de National University of Singapore hebben een concept ontwikkeld voor een geheugen dat informatie opslaat in warmte, niet met lading, licht of magnetisme. Het ontwerp houdt stand in computersimulaties, maar praktische realisatie is een heel ander verhaal.

Warmte beweegt zich door een vaste stof via fononen, vibratiemodi van in een kristalstructuur geordende atomen. De Singaporezen stellen voor informatie digitaal op te slaan door een fonon te kiezen voor 0, bijvoorbeeld eentje die correspondeert met een lage temperatuur, en een tweede voor 1, corresponderend met een hogere temperatuur. Bij afdoende isolatie blijven deze ’warmtebits‘ goed bewaard, zo blijkt.

Uitlezen van een dergelijk geheugen vormt echter een probleem, omdat opwarming of afkoeling de toestand verstoort. De onderzoekers maakten daarom een constructie waarin het materiaal dat het geheugen vormt, gesandwicht zit tussen een heet en koud stuk. Dit materiaal wisselt alleen warmte uit met zijn omgeving bij een klein temperatuurverschil – een eigenschap die sommige stoffen inderdaad hebben. Als het geheugen zich in de ’warme‘ toestand bevindt, houdt een warmtestroom van heet naar koud het op temperatuur. In de ’koude‘ toestand is het temperatuursverschil met de hete buurman te groot en wisselen deze twee stukken geen warmte uit. Het koude stuk helpt het geheugen om koud te blijven. Een toestandsmeting beïnvloedt de temperatuur niet veel.