Les mémoires de l'avenir

L'écriture cunéiforme, peut-être l'écriture la plus ancienne du monde, créée 4000 ans avant Jésus-Christ.

L'argile constituait alors le seul support d'information.

Dans le sud de la Mésopotamie, les Sumériens modelaient dans l'argile des tablettes de la taille de la main, sortes de disques durs, si l'on veut, les supports d'information de l'époque.

Pour écrire : un coin en os ou en roseau, que l'on pressait dans la matière molle.

Les scribes utilisaient plus de 650 signes différents. Une seule tablette pouvait contenir environ 500 mots.

5000 ans plus tard : les ordinateurs du centre allemand de calcul climatologique écrivent sur des supports magnétiques, avec la puissance d'un milliard de scribes sumériens.

Michael Büttinger, Centre allemand de calcul climatologique, Hambourg : Nous avons ici actuellement une capacité installée d'environ 600 téraoctets et, si l'on compare aux disques durs qu'on trouve dans le commerce, cela représente environ 60 000 disques durs. Si on les empilait, on obtiendrait une tour de 3 kilomètres de haut. Mais cela ne suffit plus. Il nous faudra bientôt environ dix fois cette capacité, c'est pourquoi nous allons bientôt recevoir un ordinateur plus puissant, qui nous permettra enfin d'effectuer des calculs plus précis.

L'exemple des calculs climatologiques montre pourquoi notre société moderne de l'information a sans cesse besoin de plus grandes capacités de stockage.

Les modèles climatiques mondiaux restent aujourd'hui très vagues et s'appuient sur des informations trop peu nombreuses. Car les ordinateurs sont encore trop lents et leur mémoire trop faible.

Dans les mémoires actuelles, un courant électrique qui traverse la tête de lecture provoque l'alignement magnétique des unités de stockage situées au-dessous de la tête, en fonction du sens de passage du courant.

Les unités ainsi magnétisées amplifient ou affaiblissent le courant dans une autre tête de lecture. L'amplification correspond à un 1, l'affaiblissement à un 0, ce qui permet de lire les deux symboles de base du traitement numérique des données.

Des chercheurs de l'université de Hambourg veulent améliorer le stockage magnétique en réduisant la taille de tous les composants.

La tête de lecture-écriture du futur sera un microscope à force atomique équipé d'une minuscule pointe recouverte d'un revêtement magnétique. Lorsque la pointe et l'unité de stockage présentent la même magnétisation, il règne une attraction plus importante que dans le cas d'une magnétisation inverse.

La pointe est donc déviée avec une intensité dont les variations peuvent être interprétées en termes de 1 et de 0.

Réduire la taille de la tête permettra également de réduire celle des unités de stockage. Les unités actuelles seront donc remplacées par de petits amas d'atomes.

Ces amas pourront être magnétisés à l'aide de la pointe, ici les zones claires et sombres, qui correspondent aux 0 et aux 1.

Roland Wiesendanger, Institut de physique appliquée, Hambourg7 : Oui, on pourra atteindre un facteur de dix mille par rapport aux supports traditionnels que l'on trouve aujourd'hui sur le marché. Je pense qu'il faudra une durée de cinq à sept ans avant que ces nouvelles technologies de stockage soient employées en informatique.

Le contenu d'environ un billion de tablettes d'argile sumériennes tiendra ainsi sur les disques durs bientôt disponibles dans le commerce.

Les tablettes d'argile de demain seront de minuscules amas atomiques placés sur une couche mince ; le coin de demain, une pointe de la minceur d'un cheveu.

Mais cela ne suffit pas aux chercheurs de Hambourg. Ils veulent mettre au point des unités de stockage réduites à un seul atome.

Dans leur laboratoire, ils possèdent un microscope à effet tunnel. Si le porte-échantillon et les bras manipulateurs paraissent encore grossiers, cet appareil permet déjà aux physiciens de Hambourg de mesurer l'orientation magnétique d'atomes distincts.

Le principe est le suivant : entre la pointe magnétisée du microscope et le support d'enregistrement passe un courant électrique qui doit être maintenu constant.

Pour cela, la pointe doit être placée plus près des atomes du support quand la magnétisation est opposée.

Et plus loin quand la magnétisation est la même.

Ces montées et descentes de la pointe produisent un profil de hauteur atomique, dont les crêtes sont interprétées comme des 1, et les creux comme des 0.

Prof. Dr. Roland Wiesendanger : Aujourd'hui, nous sommes capables de lire les structures atomiques. Ce qui nous manque encore, c'est de pouvoir écrire ces structures et il nous faudra certainement encore deux ou trois ans avant d'y parvenir en laboratoire. Ensuite, il faudra bien compter sept ans pour qu'un produit soit réellement mis sur le marché. Mais je pense qu'avec ce nouveau concept d'enregistrement, nous pourrons atteindre des capacités cent milliards de fois supérieures à celles des supports actuels.

L'écriture cunéiforme paraît de plus en plus dépassée. L'avenir appartient-il à l'électronique, reléguant la mécanique aux œuvres du passé ? Non, car justement, la gravure dans un matériau mou, qui est le principe même de l'écriture cunéiforme, va peut-être connaître un glorieux come-back en informatique. Les chercheurs veulent écrire, lire et effacer des données par la même méthode que les Sumériens.

Car les Sumériens effaçaient leurs données, par des moyens mécaniques.

Le Prix Nobel allemand Gerd Binnig veut mettre au point une banque de données mécanique, ici, aux laboratoires de recherche d'IBM, à Zurich.

Comme son homologue magnétique, la mémoire mécanique "millipede", autrement dit mille-pattes, possède une pointe fine, la pointe du microscope à force atomique.

Ce microscope a été développé par Gerd Binnig sur la base du microscope à effet tunnel et lui a valu le prix Nobel en 1986.

Le processus d'écriture dans cette nanomémoire utilise une pointe chauffée, qui perce dans une feuille de matière plastique de minuscules trous de quelques atomes de diamètre.

Pour la lecture, la pointe chauffée retombe dans le trou, perdant du même coup une plus grande quantité de sa chaleur. Cela trahit la présence du trou, interprété comme un 1.

En somme, une mémoire millipede utilise simultanément plusieurs dizaines de telles pointes pour réaliser une sorte de nanoécriture cunéiforme.

Est-ce une révolution ?

Professeur Gerd Binnig, Laboratoire de recherche IBM, Zurich : Il me semble que c'est vraiment une petite révolution, notamment dans nos esprits. On pense toujours que l'électronique, c'est l'avenir. Nous pensons plutôt que l'avenir appartient à la mécanique, conjointement à l'électronique. Nous devons redécouvrir ses vertus et la mémoire millipede constitue un premier pas dans cette direction, une sorte de retour à l'àge de pierre. Redécouvrir l'écriture cunéiforme et constater que la mécanique à une échelle microscopique permet de faire énormément de choses. Ainsi, on pourra atteindre des densités d'enregistrement mille fois supérieures à celles d'aujourd'hui.

Quant à savoir si les nouvelles technologies sont aussi durables que les anciennes, il faudra attendre. Les tablettes d'argile sumériennes ont tout de même survécu plusieurs millénaires.