【技术|亚衍射光学写入技术将海量数据装进“小口袋”，12厘米光盘可存700TB】央广网上海2月25日消息（采访人员唐奇云）在科幻片里我们常看到这样一个场景 ， 主人公从口袋里掏出微型设备打开海量数据库执行任务 。 倘若在不久的将来 ， 我们不用再专门跑到图书馆查询文档、拿着沉甸甸的硬盘拷贝数据资料 ， 而是轻松地在口袋里携带一个“大数据中心” ， 随时像主人公一样找到需要的数据 ， 这将是多棒的体验？
北京时间2月25日 ， 上海理工大学未来光学实验室人工智能纳米光子学中心顾敏院士团队在Science子刊Science Advances杂志上发表高水平论文——“基于上转换共振能量转移的纳米级光学写入技术（Nanoscale optical writing through upconversion resonance energy transfer）” ， 在光信息存储技术领域让上述海量数据实现“随身带”有了可能 。
据介绍 ， 到2025年 ， 全球生成的数据总量预计达到175 ZB（泽字节 ， 1 ZB等于10亿TB即太字节） ， 如果将这么多数据存储在蓝光光盘上 ， 则光盘堆栈的高度将是地球到月球距离的23倍 ， 开发能够容纳如此大量数据的存储技术迫在眉睫 。
不断增长的信息存储需求导致大数据中心的广泛使用 ， 这些数据中心能量消耗巨大（约占全球电力供应的3％） ， 且依赖于基于磁记录的硬盘驱动器 ， 该硬盘驱动器的存储容量有限（单盘片数据存储量最大为2 TB） ， 使用寿命一般只有3至5年 。 利用激光实现的光存储技术有望满足以上数据存储需求 ， 同时可以有效节省成本 。
在过去的几十年中 ， 光存储技术取得了长足进步 。 但是 ， 光的衍射性质限制了可达到的信息位大小 ， 限制了光盘的存储容量 ， 光盘存储容量仍然被限制在几个TB 。
对此 ， 上海理工大学顾敏院士团队与澳大利亚皇家墨尔本理工大学、新加坡国立大学刘晓刚教授团队联合开展研究 ， 旨在解决海量大数据光存储技术瓶颈的研究 ， 此研究通过镧系元素（稀土元素之一）掺杂的荧光上转换纳米颗粒和氧化石墨烯结合 ， 实现低功率的光学写入纳米级信息位（纳米级是指1至100纳米的大小 ， 其中1纳米等于1米的十亿分之一） ， 为下一代光信息存储技术提供了新的方案 。 研究所开发的亚衍射光学写入技术将大大提高数据密度 ， 可以生产出在所有可用光学技术中具有最大存储容量的光盘 ， 预计1张12厘米的光盘数据存储量可以达到700TB ， 相当于28000张蓝光光盘的存储量 。
此外 ， 此技术使用一种新的纳米复合材料 ， 将氧化石墨烯与荧光上转换纳米颗粒结合在一起 ， 使用荧光上转换纳米颗粒将亚衍射信息位写入纳米复合材料 ， 在结构光照明下局部还原氧化石墨烯 ， 还原氧化石墨稀的过程通过共振能量转移来完成 ， 从而降低能耗 ， 延长光学器件的使用寿命 。 同时 ， 与传统光学写入技术使用昂贵且笨重的脉冲激光器相比 ， 此技术使用便宜的连续波激光器 ， 大大降低了成本 。
这一系列创新发现为大容量光数据存储技术提供更便宜、可持续发展的解决方案 ， 同时适于光盘的低成本批量生产 ， 应用潜力巨大 ， 为解决全球数据存储挑战开辟了新途径 。
推荐阅读
- 技术|“2”类医械有重大进展：神经介入产品井喷、基因测序弯道超车
- bug|这款小工具让你的Win10用上“Win11亚克力半透明菜单”
- 选型|数据架构选型必读：2021上半年数据库产品技术解析
- 技术|使用云原生应用和开源技术的创新攻略
- 技术|聚光科技旗下临床质谱仪获批医疗器械注册证
- Apple|苹果高管解读AirPods 3代技术细节 暗示蓝牙带宽可能成为瓶颈
- MateBook|深度解析：华为MateBook X Pro 2022的七大独家创新技术
- AirPods|苹果谈论AirPods 3：最大榨取蓝牙技术，希望获得“更多带宽”
- 人物|印度人接管硅谷的背后：技术军团整体作战
- Intel|Intel谈DDR5内存价格贵、缺货问题：新技术升级在所难免