В Китае нашли способ хранить терабайты данных в алмазах
13.12.2024
Группа ученых из Университета науки и технологий в Хэфэе (University of Science and Technology, Китай) представила метод записи данных на алмазы, который позволяет достичь плотности хранения в 1,85 ТБ на один кубический сантиметр. В отличие от большинства экспериментов, их работа уже имеет практическое подтверждение. Исследователям удалось закодировать данные внутри алмаза и успешно считать их.
Хотя показатель плотности не кажется ошеломляющим (современные жесткие диски обеспечивают около 1 ТБ/см³), настоящая инновация заключается в надежности и долговечности алмазного носителя. Исследование, опубликованное в Nature Photonics, утверждает, что такие накопители способны хранить информацию «миллионы лет».
Алмаз имеет одну из самых твердых кристаллических структур.
Алмазы, являясь одним из самых прочных материалов на Земле, обладают уникальными характеристиками. Они практически не подвержены механическим повреждениям — в отличие от традиционных жестких дисков, которые могут выйти из строя при простом падении. Кроме того, алмазы выдерживают экстремальные условия. Ученые утверждают, что информация останется неизменной даже после 100 лет нагревания носителя до 200°C. Эти свойства делают алмазы перспективным решением для хранения данных в ситуациях, где требуется максимальная долговечность.
Как работает технология?
Для записи данных в алмазах используются сверхбыстрые лазеры с длительностью импульсов всего 200 фемтосекунд. Лазерные импульсы создают в кристаллической решетке алмаза так называемые «вакансии» — участки, где атомы углерода выбиваются. Эти пустоты становятся основой для кодирования информации. Плотность этих вакансий в конкретной области определяет ее яркость, которая представляет различные значения данных. Тщательно контролируя структуру этих вакансий, исследователи смогли закодировать данные внутри алмаза.Чтобы продемонстрировать возможности технологии, ученые закодировали последовательность изображений Эдварда Мейбриджа из серии «Скачущие лошади» (1878). Каждый кадр занимал площадь 90×70 микрон, и впоследствии данные были успешно считаны , что подтвердило точность хранения и извлечения информации.
Существуют и другие варианты сверхплотной записи на разного рода экзотические накопители. Все они, подобно проекту из Китая, в настоящее время представляют собой лишь научные исследования.
Альтернативные идеи хранения данных:
- Хранение данных в сапфирах – идея принадлежит французскому ученому Жан-Пьер Аюи, в 2010 году.
- Хранение данных в ДНК – идея была предложена учеными из Гарвардского университета, США, в 2012 году.
- Хранение данных в кварцевом стекле - было представлено исследователями компании Microsoft в рамках проекта Project Silica, в 2019 году.
- Кристаллы для квантового хранения данных – представлено IBM Research, В 2021 году.
Несмотря на высокую надежность и долговечность, технология пока далека от массового внедрения . Основная проблема заключается в дороговизне и громоздкости оборудования, необходимого для работы с алмазными накопителями. Запись и чтение данных требуют сложных систем, включающих высокоточные лазеры, что ограничивает их использование.
Однако перспективы применения весьма широки. Такие накопители особенно интересны для государственных учреждений, научных институтов и библиотек, которые нуждаются в долгосрочном и надежном хранении уникальных данных.
Разработка китайских ученых открывает новые горизонты в области технологий хранения данных. Хотя пока что массовое применение алмазных накопителей кажется недостижимым, продолжение исследований и совершенствование технологий могут сделать их реальностью в будущем. Возможность долгосрочного сохранения информации в условиях, недоступных для обычных накопителей, делает эту технологию крайне привлекательной для ряда специализированных отраслей.