[据物理学组织网站2017年5月5日报道]  在经典计算机科学中，信息的存储单元称之为比特（bits）；在近几年非常热门的量子计算机科学中，信息的存储单元称之为量子比特（qubits）。近期，在位于华沙的波兰科学院物理化学研究所开展的一项实验证明化学过程也可以作为信息存储的基本载体。研究人员将这种信息存储单元称之为“化学比特（chit）”，它是由三个相互接触的液滴简单排列在一起而形成的一个可发生振荡反应的微型系统。

在传统的电子存储器中，信息（0和1）是通过电子流动或电磁特性变化等物理现象进行记录、存储和读写的。而波兰科学院物理化学研究所的Konrad  Gizynski博士和他的同事另辟蹊径，研发出了基于化学现象的存储器。在该存储器中，1比特的信息存储在由三个相邻的液滴组成的微系统中，化学反应过程在三个液滴之间以严格定义的方式进行有规则地周期性传递。构成此存储器的化学基础是别洛索夫-扎鲍京斯基反应（BZ-反应）。该反应过程中会产生振荡。一次循环结束后，溶液中会重新生成反应物来开启下一个循环过程。反应停止前，通常会发生数十次甚至上百次的振荡。同时，还伴随有溶液颜色的规律性改变，这种颜色变化由溶液中的反应催化剂邻二氮菲亚铁离子引发。研究人员使用的第二种催化剂是金属钌，钌的引入可以使BZ-反应成为光敏反应——当用蓝光照射溶液时可以使振荡停止。这种特性使得用光来控制反应过程成为可能。

研究人员指出，他们利用化学反应过程来实现信息存储的想法其实很简单。他们在以前的实验研究中发现，当BZ-反应液滴相互接触时，化学反应面会在液滴之间进行传递。根据这一发现，研究人员决定通过各种方式来寻找最小的可产生至少两个稳定激发反应状态的液滴系统。这样一来，就可以将逻辑值0分配给其中某一种次序的激发反应状态，将逻辑值1分配给另一种次序的激发反应状态。研究人员可以利用光对两种反应状态进行切换并促使特殊存储状态的变化。

实验在由薄薄一层有机溶液（癸烷）填充的反应容器中进行。使用移液管构造液滴系统引入反应容器之中，同时加入少量振荡反应溶液。反应系统位于与反应容器底部相连接的光纤一端的上方。为防止液滴系统从光纤上滑落，每一个液滴系统都通过从容器底部突出的几个柱状物进行固定。

研究人员最开始研究的是两个反应液滴之间的耦合过程，会产生四种振荡模式：1号液滴引发2号液滴振荡；2号液滴引发1号液滴振荡；两个液滴同时引发对方发生振荡；两个液滴交替引发对方发生振荡（也就是说，当一个液滴被激发产生振荡时，另一个液滴处在不应期）。对于由两个反应液滴所组成的耦合系统，振荡反应通过一个液滴激发另一个液滴而产生。然而，遗憾的是，其中只有一个振荡模式是一直稳定存在的，而要想应用于逻辑存储至少需要两个稳定存在的状态。为此，研究人员转变思路，开始对由三个相互接触的液滴所构成的呈三角形状的反应系统进行研究（每个反应液滴与其它两个液滴相邻）。系统的复杂化大大地增加了化学反应过程的传播方式：例如，三个液滴可以同时发生反相振动，也可以先由两个液滴同时产生振动并引发第三个液滴发生振动，等等。研究人员最感兴趣的是转动模式，化学反应过程可以按1-2-3和与之相反的3-2-1的顺序在三个液滴之间进行传播。经过实验，研究人员最终找到了可进行多次重复的转动模式，这类转动模式的优势在于化学反应面在各液滴之间的传播类似于螺旋形波，而这种类型的波具有极高的稳定性。实验表明，以上两种形式的转动模式确实是稳定的。一旦系统进入其中一种模式，这种模式会一直保持直到BZ-反应停止。研究还表明，精确地选择照射液滴的时间和波长可以实现对系统中转动模式传播方向的改变。因此，由三个液滴构成的微系统完全有能力实现对两个逻辑状态（0和1）中的某一个进行永久性的储存。

研究人员强调，化学比特其实比经典的电子比特具有更大的应用潜力。其中用来存储0和1的转动模式的最短振荡周期分别为18.7和19.5秒。因此，一旦系统振荡周期变长一点，我们就可以得到第三种逻辑状态。这额外产生的第三种逻辑状态可被用于验证录入信息的准确性。该研究成果为下一代存储器技术的研究开辟了全新的思路，并为未来化学计算机的实现奠定了基础。（