Logo
Cover

Британские физики разработали энергоэффективный метод оптической записи данных, в процессе которого в кварцевом стекле возникают наноструктуры высокой плотности. Их можно использовать для долговременного хранения информации в 5D, причем плотность такой записи будет более чем в 10 000 раз выше, чем плотность хранения, применяемая в оптических дисках Blue-Ray. На стекло размером с компакт-диск влезет 500 ТБ данных. Единственный минус — на запись такого диска уходит пока 60 дней.

«Частные лица и организации генерируют все больше данных. Спрос на более эффективные методы хранения данных с высокой емкостью, низким энергопотреблением и долгим сроком службы продолжает расти. Облачные системы больше подходят для временных данных, а для долгосрочного хранения информации из национальных архивов, музеев, библиотек или частных организаций лучше 5D-хранение в стекле», — заявил Лэй Юхао из Университета Саутгемптона, ведущий исследователь.

Лэй и его коллеги описали в статье журнала Optica новый метод записи данных, требующий трех пространственных измерений и еще двух оптических. Новый подход позволяет вести запись со скоростью миллион вокселей в секунду, что примерно эквивалентно 230 кБ/с.

Хотя ученые уже демонстрировали в прошлом оптическое хранение данных в прозрачных материалах, процесс проходил слишком медленно, а емкость носителя не дотягивала до экономически выгодных показателей. Для того чтобы преодолеть эти трудности, исследователи из Великобритании использовали фемтосекундный лазер с высокой частотой повторения, создающий крошечные лунки с чешуйками размером 500 на 50 нм.

Ученые воспроизвели оптический феномен увеличения ближней зоны, при котором чешуйчатые структуры возникают в результате слабых световых импульсов. Это позволяет свести к минимуму тепловые повреждения, которые появляются при использовании лазеров с высокой частотой импульсов, пишет Phys.org.

Поскольку наноструктуры анизотропные, они производят двойное лучепреломление, которое можно определить как ориентацию света по оси с наименьшей скоростью распространения (четвертное измерение) и как силу замедления (пятое измерение). Поскольку данные записываются в стекле, этими показателями можно управлять изменением поляризации и интенсивности света.

Исследователи испытали свой метод, записав 5 ГБ текста на пластине кварцевого стекла размером примерно с компакт-диск почти со 100-процентной точностью считывания. Каждый воксель содержал 4 бита информации, а каждые два вокселя соответствовали одному символу текста. При такой плотности диск может вместить 500 ТБ данных. Задействовав параллельную запись, такой объем информации можно записать на стекло за 60 дней, но ученые работают над ускорением процесса.

Прошлогоднее исследование микробиологов существенно упрощает и ускоряет чтение и запись данных в ДНК. Подход, который ученые сравнивают со сборкой конструктора из «Лего», откроет путь к созданию биовычислительных машин.