En 2012, IBM et ses partenaires réussissaient à stocker un bit d’information avec seulement 12 atomes. Depuis, des chercheurs sont descendus à un seul atome par bit. Impressionnant, oui, mais cette prouesse de laboratoire n’annonce pas encore un disque dur atomique dans nos PC.
Ce qu’IBM avait vraiment réussi en 2012
Un bit, c’est un 0 ou un 1. Pour mémoriser cette information, l’équipe d’IBM et du Centre allemand pour la science des lasers à électrons libres (CFEL) avait assemblé 12 atomes de fer, disposés en deux rangées de six. Chaque ensemble pouvait prendre deux configurations magnétiques distinctes, l’une représentant 0, l’autre 1. Huit ensembles, soit 96 atomes de fer, permettaient ainsi de former un octet.
La petite astuce derrière cette expérience s’appelle l’antiferromagnétisme. Imaginez des aimants voisins dont les orientations alternent : l’un dans un sens, le suivant dans l’autre. Leurs effets magnétiques se compensent en grande partie, ce qui permet de rapprocher les bits sans qu’ils se perturbent autant que des aimants classiques.
Les chercheurs plaçaient les atomes un à un à l’aide d’un microscope à effet tunnel. Ce même instrument servait à lire et à modifier l’information. À l’époque, l’équipe évoquait une densité environ 100 fois supérieure à celle des disques durs de 2012. Ce chiffre était une comparaison avec les appareils de cette période, pas une mesure valable pour les modèles vendus en 2026.
Il y avait aussi une condition décisive : ces bits expérimentaux fonctionnaient autour de 5 kelvins, soit près de −268 °C. On était donc très loin d’un système de stockage prêt à rejoindre un ordinateur portable.
De 12 atomes à un seul : le cap franchi en 2017
En 2017, une équipe d’IBM et de l’EPFL est allée encore plus loin. Elle a montré qu’un atome d’holmium, posé sur une fine couche d’oxyde de magnésium, pouvait conserver l’équivalent d’un 0 ou d’un 1 pendant plusieurs heures. Les chercheurs ont pu lire son état magnétique et le modifier avec la pointe d’un microscope à effet tunnel.
Ils ont même manipulé deux de ces bits séparément, à seulement un nanomètre de distance. Autrement dit, les 12 atomes de fer de l’expérience de 2012 n’étaient pas une limite universelle. C’était le minimum obtenu avec cette configuration précise. Avec un autre atome et un autre support, un seul atome magnétique pouvait suffire à porter un bit classique.
Petite précision qui change tout : « un atome par bit » décrit l’élément magnétique qui porte l’information. L’expérience a toujours besoin d’un support, d’un instrument de lecture et de conditions soigneusement contrôlées. Cela ne signifie pas qu’un disque complet pourrait contenir exactement un atome pour chaque bit enregistré.
Ce qu’une étude de 2026 apporte de nouveau
La recherche continue. Dans une étude publiée en juillet 2026 dans Nature Communications, une autre équipe a montré qu’elle pouvait lire et modifier l’état magnétique d’atomes d’holmium en utilisant la force exercée par une pointe. L’expérience explore ainsi une autre manière d’agir sur ces bits minuscules, alors que les travaux de 2017 utilisaient des impulsions électriques pour l’écriture.
C’est une avancée intéressante pour comprendre et contrôler le magnétisme à cette échelle. Les mesures ont toutefois été réalisées sous ultravide, à 4,5 kelvins et avec un champ magnétique de 3 teslas. Le résultat ne démontre donc pas qu’une mémoire atomique peut déjà fonctionner dans un appareil grand public, ni que sa consommation réelle serait inférieure à celle d’un SSD.
Pourquoi nos SSD ne stockent-ils pas un bit par atome ?
Parce que réussir à écrire et relire quelques bits isolés ne suffit pas. Un produit de stockage doit gérer des milliards de bits, y accéder rapidement, conserver les données de façon fiable et fonctionner à température ambiante à un coût raisonnable. Les expériences atomiques citées ici ne répondent pas encore à toutes ces exigences.
Et attention à ne pas tout mélanger : un SSD stocke l’information dans des cellules de mémoire flash, pas dans de minuscules aimants d’holmium. Les disques durs, eux, reposent sur l’enregistrement magnétique, mais les techniques utilisées en laboratoire pour manipuler un atome restent très éloignées de leur fonctionnement commercial.
Au final, le vrai bilan de l’article de 2012 est encore plus intéressant que sa promesse initiale. Les 12 atomes par bit ont été dépassés dès 2017, et les chercheurs explorent toujours de nouvelles façons de contrôler un bit à l’échelle d’un seul atome. Pour nos ordinateurs, cela reste aujourd’hui une piste de recherche, pas une nouvelle capacité de stockage à attendre au prochain lancement de SSD.
Plus d’informations sur le site d’IBM