Компания Microsoft разработала новый носитель информации, который сможет хранить данные в целости веками и тысячелетиями. Это можно сделать с помощью фемтосекундного лазера и обычного куска стекла, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
Объем информации, генерируемой человечеством, увеличивается по экспоненциальному закону-исследования показывают, что он увеличивается вдвое примерно раз в три года. Часто эта информация имеет коммерческую, личную или государственную ценность и требует длительного хранения. Несмотря на прогресс в области разработки современных средств цифровой записи, в основном они до сих пор сводятся к использованию магнитных лент и жестких магнитных дисков.
Такие накопители могут хранить информацию несколько лет, в лучшем случае — десятилетий, поэтому записанные на них данные надо постоянно переписывать на другие носители — процесс, требующий оборудования, времени и энергозатрат. По этой причине перед учеными стоит задача разработки такого носителя информации, который мог бы хранить единовременно записанные в цифровом виде данные гораздо дольше, например, веками, и не деградировать из-за естественных процессов.
Ученые из Microsoft Research, исследовательского подразделения компании Microsoft, разработали новый способ долговременного хранения данных-систему Silica. Используя фемтосекундную лазерную установку, ученые смогли записывать данные на обычном куске стекла, формируя в его толще так называемые воксели — трехмерные области пространства с измененными оптическими свойствами (аналог двумерного пикселя).
При этом, в отличие от существующих носителей, например, жестких дисков или твердотельных накопителей, один воксел, элемент памяти, может хранить более одного бита информации (1 бит информации — символ или сигнал, который может принимать только два значения). «Энергия или поляризация лазера модулируется по мере движения луча относительно стекла. Воксели записываются в двумерные плоскости, которые затем образуют трехмерный объем», — говорится в исследовании.
Эксперименты показали довольно высокую скорость записи — ее можно вести со скоростью 65,9 Мбит в секунду-и плотное хранение информации, 1,59 Гбит на кубический миллиметр носителя, или 4,84 терабайта на квадратный кусок стекла площадью 12 квадратных сантиметров и толщиной 2 мм. «Это эквивалентно 2 млн напечатанных книг или 5 тыс. Фильмов, снятых в разрешении 4K (Ultra High-Definition, UHD)», — пояснил Фэн Чен, соавтор исследования.
Чтобы оценить долговечность выбранного носителя информации, ученые провели эксперименты, имитирующие длительное хранение-экстраполяция показала, что записанная информация остается читабельной в масштабе 10 тыс. Лет при температуре 290 градусов Цельсия. Это означает, что при комнатной температуре хранения данные останутся нетронутыми еще дольше. Специалисты также разработали систему считывания записанной информации, основанную на использовании просвечивающего микроскопа, который позволяет считывать воксели автоматически слой за слоем.
Ученые признают, что хранению данных могут угрожать механические и химические воздействия, влияние которых пока не изучено. «Будучи внедренной в больших масштабах, система Silica может стать вехой в истории носителей знаний, подобной костям оракулов, средневековому пергаменту или современным жестким дискам. Однажды кусок простого стекла сможет впитать человеческую культуру и знания, накопленные за тысячелетия», — считают авторы.