Une clé USB classique stocke des bits dans des pièges à électrons, mais on ne peut les lire qu'à travers un fil et un amplificateur séparés. Dans cette nouvelle avancée, un même morceau de tellure semi-métallique joue à la fois le rôle de stockage et de lampe. Lorsqu'on lui applique une brève impulsion électrique, les électrons se coincent dans une couche piège, et le cristal se met à émettre une lumière infrarouge. La luminosité de cette lumière indique lequel des 16 niveaux est enregistré.
La vitesse d'écriture est de l'ordre de la nanoseconde, ce qui permet de sauvegarder un milliard de valeurs par seconde. De plus, les données ne disparaissent pas lorsque l'alimentation est coupée : les électrons restent piégés, comme l'eau dans une éponge. La lumière de longueur d'onde 3,4 microns se situe dans l'infrarouge moyen, une gamme utilisée par les caméras thermiques et les détecteurs de gaz. Ainsi, ce dispositif peut être directement connecté à des capteurs optiques sans convertisseur.
Les auteurs ont testé cette mémoire dans un réseau de neurones : elle a reconnu des vêtements dans des images de l'ensemble Fashion-MNIST avec une grande précision. Ce n'est pas un remplacement de la mémoire classique, mais un pont entre les circuits électriques et les canaux optiques. L'ordinateur du futur pourrait stocker, calculer et ressentir dans un seul cristal qui s'illumine au rythme de ses pensées.
La lumière infrarouge de 3,4 microns est invisible à l'œil, mais les caméras thermiques la perçoivent parfaitement — c'est dans cette gamme que « rayonne » la chaleur du corps humain.