С помощта на лазер 500 терабайта данни ще бъдат записани завинаги на … стъкло

Група британски изследователи са усъвършенствали технологията си за лазерно записване, която позволява огромни количества данни да се съхраняват … на стъкло. Резултатите от разработката на учените от Обединеното кралство е публикувана в научното списание Optica.

Така нареченото петизмерно (5D) хранилище за данни използва наноструктури с размер на молекула, създадени в силициевото стъкло, за съхраняване на информация. Новата технология може да побере данни 10 000 пъти по-плътни от Blu-ray технологията.

Технологията е създадена още през 2016 г. от учени от Университета в Саутхамптън. При нея, използвайки наноструктурирано стъкло, учените са разработили процеси за запис и възпроизвеждане на 5D цифрови данни с помощта на фемтосекунден лазер, който представлява ултрабърз лазер, произвеждащ къси и интензивни светлинни импулси. Файлът се записва в три слоя наноструктурирани точки, разделени от пет микрометра пространство. Организираните наноструктури, създадени в кварца, променят начина, по който светлината преминава през стъклото и в резултат на това поляризацията на светлината, така че данните да могат да се четат с помощта на комбинация от оптичен микроскоп и поляризатор. Информацията е кодирана в пет измерения (към традиционните три се добавят размерът и ориентацията на точките). Носителят на информация е термично стабилен при температури до 100 градуса и има почти неограничен живот при стайна температура.

Сега с усъвършенстването на технологията създателите и са постигнали още по-впечатляващи резултати.

Новият метод записва данни с около милион воксела в секунда, което е еквивалентно на записване на 230 килобайта данни (повече от 100 страници печатен текст) в секунда.

Изследователите са използвали новия си метод, за да запишат пет гигабайта текстови данни върху диск от кварцово стъкло с размерите на обикновено CD. Размерът на всеки от четирите квадрата (на снимката в началото) е с размер само 8,8 x 8,8 мм.

Всеки воксел съдържа четири бита информация, а всеки два воксела съответстват на текстов символ. С плътността на запис, възможна с този метод, такъв диск може да побере 500 терабайта данни. Според разработчиците на технологията, при усъвършенстване на системата, позволяваща паралелно писане, това количеството данни може да бъде записано на стъкло за около 60 дни. Това не е много бързо в сравнение със скоростта на запис в обикновените хранилища на данни. Въпреки това, силициевият диоксид, от който се изработва кварцовото стъкло, е по-стабилен и много по-плътен от другите използвани днес материали. Затова той е идеален за дългосрочно съхранение на информация.

Изследователите отбелязват, че днес хората и организациите се нуждаят особено много от такива системи за съхранение на информацията. С всяка изминала година се създават все по-масивни набори от данни, а това създава спешна нужда от по-ефективни форми с висок капацитет за съхранение на данни, по-ниска консумация на енергия и по-дълъг живот, а понякога е нужно те да бъдат съхранявани вечно .

„Докато облачните системи в по-голяма степен се използват повече за временно съхранение, ние вярваме, че съхраняването на 5D данни в стъкло може да бъде полезно за дългосрочно съхранение на данни от национални архиви, музеи, библиотеки или частни организации“, казва водещият автор Юхао Лей от Университета в Саутхемптън.

„Със сегашната система имаме възможността да съхраняваме терабайти данни, които могат да се използват, например, за запис на информация на човешката ДНК“, добавя ръководителят на изследователския екип Питър Г. Казански от същия университет.

В момента изследователите работят за увеличаване на скоростта на запис с помощта на своя метод, а също така за използването на тази технология извън пределите на лабораторията. Другата посока на техните изследвания е да разработят по-бързи методи за четене на “стъклените” данни.