因此，有四个因素限制这种颗粒薄膜磁介质进一步提高存储密度。第一个是超顺磁性的限制，从磁介质多晶颗粒尺寸和磁化轴统计观点出发，信噪比由每一位（bit）的颗粒数决定，为减少位的尺寸，要保持SNR信噪比不变化，必须减小颗粒的尺寸，但是如果颗粒太小，减弱相邻晶粒矫顽力，颗粒磁化开关需要的能量小于热能，发热能翻转写入信息。若颗粒直径小于9nm时，保持能够接受的SNR信噪比，就需要1000个颗粒，这时最大存储密度是8Gb，不能满足我们的要求。第二个是相邻的磁化位（bits）过渡区宽度的限制。铁磁性意味着（这些仅发生在Co、Ni、Fe中）所有磁矩是同一个方向排列，当一位（bit）与相邻一位（bit）相反方向排列时，还要通过畴壁区域，必须要求降低交换能，当然两位间距不能比畴壁尺寸来得小。由于降低磁力和交换力的相互作用的影响，导致相邻两位之间的过度区域就出现踞齿形，这个踞齿形不仅增加了两位（bit）过渡区的宽度，还增加了读出信号的噪声。第三个磁道边道的限制，写入磁头的磁场分布不是那么整齐，写入磁头的尖锐的边缘场很有可能写到相邻两旁边磁道的数据上（就形成边道）。由于边道可能擦去前面写入的数据，为了这个“边道”两边的磁道数据之间必须保存额外的间距。这就限制了磁盘记录密度。第四个限制因素是磁迹，通常，磁介质不会自动提供一个信号磁道，因为在相邻两位之间不会总是存在一条物理边界（只有两位磁化方向相对才有可能），然而，无论写和读都是“盲目的”过程。
那么，量子磁盘QMD又是怎样解答这些问题的呢？
全新的量子磁盘QMD取代连续薄膜介质，上述的种种限制便不复存在，或QMD中的不连续单畴单元均匀地嵌入非磁盘中，每个单磁畴元的大小、形状一致，位置固定，最重要的一点是，这些单畴磁化方向是不连续的，磁化不用外加磁场。磁化矢量是两个大小相等方向相反的稳定态值。单畴的自发磁化形式由它的尺寸大小及形状各向异性来确定。每个单畴元的磁化方向代表了二进位制信息的一个“位（bit）”。
一个垂直磁化的量子磁盘QMD用的是柱子畴。转换（开关）磁化方向需要的磁场可由工程上通过控制磁畴的寸尺和形状各向异性来获得。
量子磁盘QMD比起普遍的硬盘有很多优点，每位（bit）都是自发量子磁化磁畴，量子化写入过程降低了对写入磁头的要求和定位精度；又小又整齐的隔离磁矢量转化区提高了数据记录密度并且使噪声接近零，读/写磁头几乎精确地固定了磁迹和磁道位置，完全克服了超顺磁性的限制。
四、垂直记录技术揭秘
能将磁盘密度提高10倍的垂直记录大概是最受人们关注的硬盘技术了，多年以来，硬盘一直采用纵向记录技术。硬盘的盘片可以看成是一个二维的平面，磁单元沿着盘片旋转的方向（切向）排列，磁极相邻，首尾相接，顺序从磁头下方通过。整整一圈下来，就是一个磁道，盘片上的所有磁道都是同心圆。
纵向记录技术的存储面密度的提高，意味着代表每个bit的磁单元和组成它的磁粒的体积（主要是在盘片表面上所占的面积）要相应减小，其所具有的能量自然随之下降，发展到一定程度之后，只需要很小的能量，譬如室温下的热能，就可以将其翻转（保存的数据便被破坏，无法再正确地读出），这就是所谓的“超顺磁性”效应（SuperParaMagnetic Effect）。为了避免磁粒在室温下自动反转磁路，可以使用具有高矫顽力（将其反转需要较多的能量）的材料作磁层以提高热稳定性，但这样又会给磁头正常的改写数据带来困难。
除了磁路方向由水平转为垂直，垂直记录与纵向记录的共同点很多，不过纵向记录随着磁单元和组成它的磁粒在盘片上所占的面积越来越小，磁路方向上的长度也越来越短，保持稳定的难度与日俱增。因此，垂直记录技术将对厚度的利用发挥到极致：磁单元的磁路方向改变90度——不是在盘片平面范围内，而是与平面相垂直。有人形容说：一直躺着的磁单元突然站起来了！这样一来，磁单元在盘片上所占的面积可以继续减小，而在磁路方向上的长度（也就是磁层厚度）却能够保持不变甚至适当增加，从而保证了热稳定性。正所谓“躺着死，站着生”。
由于磁单元的磁路方向发生了90度的大转变，写入磁头的构造肯定也应进行比较大的改动。垂直记录的磁头设计很巧妙：其信号极（Signal Pole）很窄，磁通量密度较高，足以使通过它下面的磁单元发生磁路反转；返回极（Return Pole）很宽，磁通量密度较低，因此它下面的磁单元是相当安全的。当然，介质更是必须要大动手术，不仅磁层（硬记录层）会变厚，其下增加的软磁底层还有助于改善写入时的稳定性。
在此基础上，晶格介质还将把磁记录密度提高到每平方英寸1TB（1000GB=1TB）以上。现在代表1bit的磁单元由大约100个磁粒构成，而晶格介质要做到的是每个磁粒代表1bit。随着磁单元的进一步减小，必须要采用高矫顽力的材料做磁层，由于非常难以写入，所以要在写入时用激光照射加热，写入线圈在高温的辅助下将磁路反转，即热辅助磁记录。希捷公司在几年前就开始研究HAMR，这种技术要进入实用阶段也许就在公司不久的将来。
热辅助磁记录技术利用新的、非常难以写入的介质，这种介质往往可以更加稳定地写入数据磁介质。通过加热介质记录数据，利用热能简化数据的写入，但是在常温下存储和读取数据。与晶格介质类似，它可以将区域密度提高到TB/平方英寸级别，并很可能与晶格介质配合使用。
五、磁光记录与磁光存储怎样才能实现
1845年法拉第将一片玻璃置于一对磁极之间，发现沿外磁场方向的入射光经玻璃透射后的光偏振面发生了旋转，这是历史上第一次发现的磁光效应。后来被称为“法拉第效应（Faraday Effect）”。受法拉第效应的启发，1876年又发现了光在物质表面反射时光偏振面发生旋转的现象，即“克尔效应（Kerr Effect）”。然而直到20世纪50年代初，还很少有人对其有所了解，更谈不上实际应用。20世纪80年代崛起的光储存技术，无疑是科学技术的一大飞跃。它的代表是CD（Compack D）技术，它具有：体积小、保存环境要求低、记录密度高、非接触性读出、无磨损和快速非线性重放等优良特性。然而，CD是只读光盘存储系统，不能满足目前信息时代的大容量信息的存储、交流等要求。而磁光存储系统在可擦写光盘存储领域具有很好的发展前途，汇聚了光储存和磁储存的优点。它的记录密度高、储存容量大、可靠性好、价格低，特别是具有可擦写、携带和交流极其方便的特点。目前，磁光存储系统已广泛应用于广播电视、图像文档资料存储等领域。
光是一种电磁波，属于横波，具有偏振特性。直线的偏振光从强的磁场介质表面反射时，其偏振面发生旋转，相对于磁化的上下方向，其偏振面有左右旋之分。故由反射光的偏振面能反映出磁极的磁化方向，当光的传播方向与磁化方向相同时，效应最大。
克尔效应奠定了磁光存储系统读、写过程的理论基础。对于记录信息的抹除原理是将激光照射到磁光记录介质上，使其局部温度升高，在外加磁场作用下使记录介质磁畴取向一致。信息的记录是利用写入信息调制激光，数据“1”和“0”的记录是通过控制激光源，使激光束出现“有”和“无”。当记录数据为“1”时，激光束照射到磁光记录介质的记录位上，该记录位温度升高到一定程度时，介质的矫顽力几乎变为零，而在外加一个极性与抹除相反时的磁场作用下，使记录位的磁畴取向发生翻转，这就记录下了代表数据位信息的柱状磁畴。当关掉激光后，该区域立即冷却，磁畴方向也固定下来。记录数据为“0”时，激光源不发激光束，该记录位磁踌不翻转，保持原状，磁光记录就是这样用磁和光来记录信息。现在有直接重写的磁光驱动器，用激光束连续照射介质，而用信号去调制磁场实现重写，减去了抹除环节。磁光记录介质在常温下需要强大的磁场才能改变磁畴方向，所以，常温下磁光盘的存放环境要比磁带、磁盘的要求低得多。
1986年，索尼成功研制出可单次写入的“WO（Write Once Disk）”光盘，1988年，索尼又在WO的基础上发明出可多次擦写的“MO”磁光盘。严格来说迄今为止最可靠的存储技术，MO（Magneto-Optical）并不是单纯的光存储体系，它是一种磁-光技术的结合体。MO的历史与CD技术有着直接的关联，20世纪80年代，CD格式在音频领域一统天下，但在提供完美音质的同时，用户也抱怨CD随身听尺寸太大、光盘不可擦写、无法自主选择音源等等，索尼公司在听取了这些意见之后立即着手研究更适合随身携带的音频技术。1991年，MO磁光盘就实现了128MB容量；1993年提升到230MB；而到了1996年，MO磁光盘的容量更是达到540/640MB水平。
