Крошечный накопитель из Китая, способный хранить гигантские объемы информации миллионы лет. Что за девайс?

Китайские ученые из Университета науки и технологий Китая (USTC) разработали метод хранения данных в алмазах, достигая плотности записи до 1,85 ТБ на кубический сантиметр. У алмазов, как известно, чрезвычайно высокая твердость. Не вечные конечно, но близко к этому.

Такой подход обещает революционизировать способы хранения информации, позволяя сохранять терабайты данных на очень длительные сроки. Это не уникальная идея: раньше уже были предложения по поводу алмазных систем хранения данных. Но у китайцев есть уже и практические наработки.

Группа ученых из Университета науки и технологий в Хэфэе (University of Science and Technology, Китай) представила метод записи данных на алмазы, который позволяет достичь плотности хранения в 1,85 ТБ на один кубический сантиметр. В отличие от большинства экспериментов, их работа уже имеет практическое подтверждение. По данным издания The Register, исследователям удалось закодировать данные внутри алмаза и успешно считать их.

Хотя показатель плотности не кажется ошеломляющим (современные жесткие диски обеспечивают около 1 ТБ/см³), настоящая инновация заключается в надежности и долговечности алмазного носителя. Исследование, опубликованное в Nature Photonics, утверждает, что такие накопители способны хранить информацию «миллионы лет».

Ничего удивительного в этом нет. Алмазы, являясь одним из самых прочных материалов на Земле, обладают уникальными характеристиками. Они практически не подвержены механическим повреждениям — в отличие от традиционных жестких дисков, которые могут выйти из строя при простом падении. Кроме того, алмазы выдерживают экстремальные условия. Ученые утверждают, что информация останется неизменной даже после 100 лет нагревания носителя до 200°C.

Эти свойства делают алмазы перспективным решением для хранения данных в ситуациях, где требуется максимальная долговечность. Например, синтезированные алмазы уже используются в других высокотехнологичных отраслях, что делает их доступнее.

Для записи данных в алмазах используются сверхбыстрые лазеры с длительностью импульсов всего 200 фемтосекунд. Лазерные импульсы создают в кристаллической решетке алмаза так называемые «вакансии» — участки, где атомы углерода выбиваются, если так можно выразиться. Эти пустоты становятся основой для кодирования информации. Плотность вакансий в конкретной области определяет яркость участка, которая используется для представления данных.

Чтобы продемонстрировать возможности технологии, ученые закодировали последовательность изображений Эдварда Мейбриджа из серии «Скачущие лошади» (1878). Каждый кадр занимал площадь 90×70 микрон, и впоследствии данные были успешно считаны, что подтвердило точность хранения и извлечения информации.

Несмотря на высокую надежность и долговечность, технология пока далека от массового внедрения. Основная проблема заключается в дороговизне и громоздкости оборудования, необходимого для работы с алмазными накопителями. Запись и чтение данных требуют сложных систем, включающих высокоточные лазеры, что ограничивает их использование.

Однако перспективы применения весьма широки. Такие накопители особенно интересны для государственных учреждений, научных институтов и библиотек, которые нуждаются в долгосрочном и надежном хранении уникальных данных.

Разработка китайских ученых открывает новые горизонты в области технологий хранения данных. Хотя пока что массовое применение алмазных накопителей кажется недостижимым, продолжение исследований и совершенствование технологий могут сделать их реальностью в будущем. Возможность долгосрочного сохранения информации в условиях, недоступных для обычных накопителей, делает эту технологию крайне привлекательной для ряда специализированных отраслей.

Похожие идеи

Есть, конечно, и другие варианты сверхплотной записи на разного рода экзотические накопители. Все они, как и китайская разработка, — просто (пока что) научное исследование. Но все же команды не забрасывают идеи и продолжают их развивать.

• Кто предложил: исследователи из Гарвардского университета, США.
• Когда: в 2012 году.

Технические особенности. Ученые смогли использовать молекулы ДНК для хранения информации, закодировав текст, изображения и другие данные в последовательности генетического материала. Плотность записи достигает 215 ПБ на грамм ДНК. Этот метод позволяет сохранять данные тысячелетиями, если их хранить в условиях, исключающих резкие температурные колебания. Недостаток технологии — высокая стоимость синтеза ДНК и сложности с чтением данных.

• Кто предложил: исследователи компании Microsoft в рамках проекта Project Silica.
• Когда: в 2019 году.

Технические особенности. Корпорация Microsoft разработала систему хранения данных в кварцевом стекле, используя лазеры для записи информации на атомарном уровне. Такой носитель может пережить экстремальные температуры, воду, радиацию и другие воздействия. Плотность записи составляет до 75 ТБ на один кубический сантиметр. Проект предназначен для архивирования данных, таких как исторические фильмы и научные записи.

• Кто предложил: французский ученый Жан-Пьер Аюи.
• Когда: в 2010 году.

Технические особенности. Метод включает лазерную гравировку данных на двухслойные сапфировые диски. Плотность записи не превышает 1 ГБ на диск, однако носитель обладает колоссальной долговечностью — его устойчивость оценивается в миллионы лет. Сапфировые диски предназначены для хранения культурного наследия, например научных публикаций и артефактов.

• Кто предложил: IBM Research.
• Когда: В 2021 году.

Технические особенности. IBM разработала систему хранения данных, использующую свойства кристаллов для хранения квантовых битов (кубитов). Это решение позволяет достичь сверхвысокой скорости записи и чтения, а также надежности хранения информации при использовании в квантовых вычислительных системах.

Как считаете, разработают рано или поздно систему, пригодную для коммерческого использования? Или все так и останется на уровне научных исследований? Делитесь своим мнением в комментариях!