Gute vierzig Jahre später wandeln nun sechs Forscher der University of Wisconsin-Madison auf Feynmans Pfaden. "Wir versuchen die ultimative Grenze der Speicherdichte zu erreichen, die mit Bits in einem Festkörper noch möglich ist", erklärt Roland Bennewitz, "nämlich die Information eines Bits in einem Atom zu codieren." Dazu müssen die Atome einen gewissen Abstand zueinander haben, da sich sonst die Informationen nicht sauber trennen ließen. Ein durch Selbstorganisation erzeugtes Muster schien den Forschern das Mittel der Wahl.

So ein Muster erzeugten Bennewitz und seine Kollegen, indem sie auf ein Silicium-Substrat mit einer bestimmten Orientierung des Kristallgitters eine dünne Schicht Gold aufdampften. Diese Schicht war so dünn, dass sie das Silicium noch nicht einmal vollständig bedeckte. Nachdem die Forscher diese Probe noch einige Zeit bei 850 Grad Celsius ruhen ließen, bildete sich an der Oberfläche eine regelmäßige Struktur aus Silicium- und Gold-Streifen – die so genannte Si(111)-5x2-Au-Struktur.

Der eigentlich Speicher bestand dann aus fünf Reihen Silicium-Atomen mit einer Breite von 1,7 Nanometern, die durch noch dünnere Golddrähte voneinander abgetrennt waren. Jeweils 5 mal 4 Silicium-Atome in den Streifen fassten die Wissenschaftler zu einer Einheitszelle zusammen, was Feynmans Idee von einem atomaren Speicher sehr nahe kommt – sieht man einmal davon ab, dass hier die Daten in einer Schicht, also zweidimensional, gespeichert werden, während Feynman einen dreidimensionalen Speicher vorschlug.

Beschrieben und ausgelesen wird der Silicium-Speicher mit einem Rastertunnelmikroskop. Mit ihm können die Wissenschaftler durch einen kurzen Strompuls einzelne Atome aufheben und an anderer Stelle wieder absetzen. Ein einziges Silicium-Atom diente dabei als Bit, die anderen 19 Atome der Einheitszelle verhindern schlichtweg, dass es zu Wechselwirkungen benachbarter Bits kommt.

Ein gesetztes Bit – eine logische "1" – entsprach dabei einem anwesenden Silicium-Atom an einer bestimmten Stelle im 5x4-Einheitskästchen. Die "0" wurde dementsprechend durch das Fehlen des Atoms ausgedrückt. Auf diese Weise können die Forscher den Speicher auch formatieren: Sie füllen jede Lücke in den Siliciumstegen mit Atomen, sodass überall eine "1" gesetzt war. Anschließend beschreiben sie das Speichermedium mit Nullen, um so Daten zu speichern.

Mit dieser Methode ließ sich die gigantische Speicherdichte von rechnerisch 250 Terabit pro Quadratzoll erreichen. Zum Vergleich: Moderne Festplatten schreiben Daten mit einer Dichte von etwa 10 bis 15 Gigabit pro Quadratzoll, und in Labortests waren es nie mehr als 100 Gigabit pro Quadratzoll. Dabei ist der Speicher im Gegensatz zu früheren Versuchen bei tiefen Temperaturen auch bei Raumtemperatur stabil.

Doch zwei Nachteile bleiben: Das System muss im Vakuum verbleiben, da sonst die Informationen in Sekundenbruchteilen durch adsorbierte Atome aus der Luft überdeckt werden. Schließlich ist der Schreib- und Lesevorgang nicht sonderlich schnell, da jedes Mal die feine Spitze des Rastertunnelmikroskops über die Probe huschen muss.

Nichtsdestotrotz freut sich Bennewitz über den Erfolg: "Wenn wir die Speicherdichte und die Lesegeschwindigkeit unseres Atomspeichers mit der Informationsdichte und der Replikationsgeschwindigkeit von DNA vergleichen, dann erhalten wir ganz ähnliche Werte."