Создан самый надежный и долговечный компакт-диск

Развернув передовые лазеры и немного решив проблемы, ученые из Саутгемптонского университета добились прорыва в области хранения данных, предлагая как невероятную плотность, так и возможности долгосрочного архивирования. Говорят, что эта технология способна хранить 500 терабайт на одном диске размером с компакт-диск, и создатели предполагают, что она найдет применение для сохранения всего, от информации для музеев и библиотек до данных о ДНК человека.

Эта технология известна как пятимерная (5D) оптическая память, и команда Саутгемптонского университета разрабатывала ее в течение некоторого времени. Впервые это было продемонстрировано еще в 2013 году, когда ученые успешно использовали этот формат для записи и извлечения текстового файла размером 300 КБ, хотя у них были гораздо более высокие амбиции, чем это.

Данные записываются с помощью фемтосекундного лазера, который излучает невероятно короткие, но мощные световые импульсы, создавая крошечные структуры в стекле, измеряемые в наномасштабе. Эти структуры содержат информацию об интенсивности и поляризации лазерного луча в дополнение к их трем пространственным измерениям, поэтому ученые называют это хранилищем данных 5D.

В 2015 году команда продемонстрировала свой прогресс, используя технологию для сохранения цифровых копий основных документов, таких как Всеобщая декларация прав человека, Библия короля Якова и Великая хартия вольностей. В отличие от типичной памяти жесткого диска, которая уязвима к высоким температурам, влаге, магнитным полям и механическим сбоям, это «вечное» хранилище данных 5D обещало невероятную термическую стабильность и практически неограниченный срок службы при комнатной температуре.

Ученые из Университета Саутгемптона использовали свою передовую технологию хранения данных 5D, чтобы сохранить около 5 ГБ информации на 1-дюймовом образце кварцевого стекла

Однако одна вещь, над которой работают ученые, - это возможность записывать данные с достаточно высокой скоростью и плотностью, достаточной для реальных приложений. Теперь они заявляют, что достигли этого с помощью оптического явления, называемого усилением ближнего поля, которое позволяет им создавать наноструктуры с помощью нескольких слабых световых импульсов, а не писать напрямую с помощью фемтосекундного лазера. Это позволяет записывать данные со скоростью 1 000 000 вокселей в секунду, что соответствует 230 КБ данных или более 100 страниц текста в секунду.

"Этот новый подход улучшает скорость записи данных до практического уровня, поэтому мы можем записывать десятки гигабайт данных за разумное время", - говорит Юхао Лей из Университета Саутгемптона в Великобритании. "Высоко локализованные прецизионные наноструктуры позволяют увеличить объем данных, поскольку в единицу объема можно записать больше вокселей. Кроме того, использование импульсного света снижает энергию, необходимую для письма".

Команда продемонстрировала эту технику, записав 5 ГБ текстовых данных на диск из кварцевого стекла размером с компакт-диск с почти 100-процентной точностью считывания, хотя исследователи говорят, что такой диск будет способен хранить 500 ТБ данных, что составляет 10000 раз плотнее, чем диск Blu-ray. Исследователи предполагают, что технология найдет применение для сохранения информации из чьей-то ДНК или для долгосрочного хранения данных для национальных архивов, музеев и тому подобного. Но сначала им нужно будет разработать более быстрые методы чтения данных.

"Отдельные лица и организации создают все более крупные наборы данных, вызывая острую потребность в более эффективных формах хранения данных с высокой емкостью, низким энергопотреблением и длительным сроком службы", - говорит Лей. "Хотя облачные системы больше предназначены для временных данных, мы считаем, что хранение данных 5D в стекле может быть полезным для долгосрочного хранения данных в национальных архивах, музеях, библиотеках или частных организациях".