首页

加入收藏

您现在的位置 : 首页 > 最新资讯

“超大容量光盘”取得突破进展,上海光机所最新研究登上《Nature》杂志

时间:02-23 来源:最新资讯 访问次数:35

“超大容量光盘”取得突破进展,上海光机所最新研究登上《Nature》杂志

界面新闻记者 | 佘晓晨界面新闻编辑 | 宋佳楠数据爆炸的时代,如何存储海量数据是模型训练之外的又一个巨大挑战。近日,中国科学家在超大容量超分辨三维光存储研究中取得了突破性进展。中国科学院上海光学精密机械研究所(以下简称“上海光机所”)与上海理工大学等科研单位合作,在国际上首次完成双光束超分辨三维光存储的原理和实验验证。具体来说,是实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储,并完成了100层的多层记录,单盘等效容量达Pb量级(相当于1000个Tb)。2月22日,相关研究成果在《自然》(Nature)杂志发表。 光盘实物照片。图片来源:《Nature》这意味着,原本需要用数据中心的一个机柜存储的数据,可以“存放”到一张光盘中。论文审稿人评价称,“与现有其它技术相比,该技术在性能方面提供了最高的光存储面密度”,还表示研究成果可能会带来数据中心档案数据存储的突破,解决大容量和节能的存储技术难题。数据存储的常见介质包括移动硬盘、固态硬盘(SSD)、光盘、磁带等,目前数据中心主要采用磁存储和半导体存储方式。论文通讯作者之一、上海光机所阮昊研究员解释称,如今需要存储的数据中,80%属于不经常访问的“冷数据”,半导体存储更适合“热数据”的存储,需要严格的存储条件和较高的成本。而光存储技术具有绿色节能、安全可靠、寿命长等优势(达50到100年),适合长期低成本存储海量数据。不过,受限于衍射极限,传统商用光盘的最大容量仅在百GB量级。1994年德国科学家Stefan W. Hell教授提出受激辐射损耗显微技术,首次在成像领域证明了光学衍射极限能够被打破,并在2014年获得诺贝尔化学奖。经过20多年的发展,显微成像、激光纳米直写等多个领域实现了光学超分辨成果,信息的超分辨写入已经得到了解决。但在超分辨的信息“读出”方面,传统染料在聚集状态下极易发生荧光猝灭,造成信息的丢失,纳米尺度下还有被背景噪声湮没的难题,限制了超分辨技术在光存储领域中的应用。因此,突破上述限制、缩小信息点尺寸、提高单盘存储容量,成为光存储领域研究人员多年来的努力方向。据界面新闻了解,从上世纪80年代开始,上海光机所干福熹院士就开创了我国数字光盘存储技术的研究,其研究团队一直深耕光存储领域。在取得此次进展之前,上述论文的研究团队坚持了长达7年的研究,最终利用国际首创的双光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术,实验上首次在信息写入和读出均突破了衍射极限的限制。经老化加速测试,光盘介质寿命大于40年,加速重复读取后荧光对比度仍高达20.5:1。 这是国际上首次实现Pb量级的超大容量光存储。 Pb级光盘制备及读写方式示意图。图片来源:《Nature》生成式人工智能爆发后,全球数据存储的需求激增。去年12月15日,国家数据局起草的《“数据要素×”三年行动计划(2024-2026年)(征求意见稿)》提出,支持开展通用人工智能大模型和垂直领域人工智能大模型训练。中商产业研究院的报告也显示,2021年我国数据存储行业的市场规模增长至5983.44亿元,2022年约为6400亿元。而该超大容量超分辨光盘的成功研制,有助于数据存储领域的核心技术突破,对满足信息产业领域的需求有长远意义。但必须承认的是,上述研究成果的发布只是“迈出的第一步”。阮昊表示,目前研究团队完成了双光束超分辨存储的原理和实验验证,但距离产业化的实现还有较长的路要走,这离不开产业界科技公司和学界的各方面合作。未来,研究团队将继续进行技术攻关,希望拓展其在光显微成像、光显示、光信息处理等领域的交叉应用。

本信息由网络用户发布,本站只提供信息展示,内容详情请与官方联系确认。

标签 : 最新资讯