Дослідники з Саутгемптонського університету домоглися прориву в способі зберігання даних, який пропонує неймовірну щільність і можливості довгострокового використання. Нова технологія здатна зберігати 500 терабайт на одному диску розміром з компакт-диск, і творці припускають, що вона знайде застосування для збереження всього, від інформації для музеїв і бібліотек до даних про ДНК людини.
Ця технологія відома як п'ятимерна (5) D оптична пам'ять, і команда Саутгемптонського університету розробляла її протягом деякого часу. Вперше вона була продемонстрована ще в 2013 році, коли вчені успішно використовували цей формат для запису і вилучення текстового файлу розміром 300 КБ, хоча у них були набагато вищі амбіції.
Дані записуються за допомогою фемтосекундного лазера, який випромінює неймовірно короткі, але потужні світлові імпульси, створюючи крихітні структури в склі, вимірювані в наномасштабі. Ці структури містять інформацію про інтенсивність і поляризацію лазерного променя на додаток до трьох просторових вимірювань, тому вчені називають це сховищем даних 5D.
У 2015 році команда продемонструвала свій прогрес, використовуючи технологію для збереження цифрових копій основних документів, таких як Загальна декларація прав людини, Біблія короля Якова і Велика хартія вольностей. На відміну від типової пам'яті жорсткого диска, яка вразлива до високих температур, вологи, магнітних полів і механічних збоїв, це «вічне» сховище даних 5D обіцяло неймовірну термічну стабільність і практично необмежений термін служби при кімнатній температурі.
Поліпшення, над яким працювали вчені, - це можливість записувати дані з високою швидкістю і щільністю, достатньою для реальних додатків. Тепер вони заявляють, що досягли цього за допомогою оптичного явища, званого посиленням ближнього поля, яке дозволяє їм створювати наноструктури за допомогою декількох слабких світлових імпульсів, а не записати безпосередньо за допомогою фемтосекундного лазера. Ви можете записувати дані зі швидкістю 1 000 000 вокселів (елементів тривимірного зображення) за секунду, що відповідає 230 КБ даних або понад 100 сторінок тексту за секунду.
«Новий підхід підвищує швидкість запису даних до практичного рівня, тому ми можемо записувати десятки гігабайт даних за розумний час», - говорить Юхао Лей з Університету Саутгемптона. "Високо локалізовані прецизійні наноструктури дозволяють збільшити обсяг даних, оскільки в одиницю обсягу можна записати більше вокселів. Крім того, використання імпульсного світла знижує енергію, необхідну для листа ".
Вчені продемонстрували цю техніку, записавши 5 ГБ текстових даних на диск з кварцового скла розміром з компакт-диск з майже 100-відсотковою точністю зчитування, хоча дослідники кажуть, що такий диск буде здатний зберігати до 500 ТБ даних, що становить щільність запису в 10000 разів більше, ніж у Blu-ray.
Дослідники припускають, що технологія знайде застосування для збереження інформації ДНК або для довгострокового зберігання даних для національних архівів, музеїв тощо. Але спочатку їм потрібно буде розробити більш швидкі методи читання даних.
Дослідження було опубліковано в журналі Optica.