要建造很多机房用来存储……近年来,尽管依托存储技能的开展,电脑和手机的存储容量持续增加,但全球数据的总量也在飞速增加,估计到2025年,全球数据总量将由2018年的33 ZB增加到175 ZB(ZB即“泽字节”,1 ZB等于10亿TB,即太字节),人们期待着存储技能能获得新的打破。
近来,上海理工大学和中科院上海光学精密机械研究所的科研团队使用光存储技能提出了绿色、长寿数、大数据存储解决方案,研究效果以“Pb容量三维纳米光子存储”(A 3D nanoscale optical disk memory with petabit capacity)为题,宣布在《天然》(Nature)正刊上。科研人员使用双光束技能打破光学衍射极限的约束,初次证明能够在三维空间完成多至百层的、超分辩尺度下的信息点的写入和读出,单张盘容量能高达Pb级,相当于至少一万张蓝光光盘的容量,数据存储才能比照现存技能或提高百倍。
上海理工大学光子芯片研究院院长、张江实验室光计算所所长顾敏院士,上海理工大学文静教授,上海光学精密机械研究所阮昊研究员为本论文的通讯作者。中科院上海光机所赵苗博士后和文静教授为并列第一作者。
据顾敏院士介绍,该Pb级海量三维纳米光子存储技能是划时代的技能。以深度学习模型GPT为例,其背面的数据集,如总索引网页数量多达58亿,整个互联网的文本巨细约为56Pb,假如仍是用1TB容量的移动硬盘去存储这一些数据,平铺开来相当于一个规范田径场的面积。而此次科研团队开发的三维纳米光子存储能够将存储空间节约至一台电脑巨细,极大地下降了经济本钱。
此外,为保持数据库苛刻的运转环境,如恒温恒湿、防磁防尘,需求发生巨大的能耗。以2022年为例,我国数据中心总耗电量约2700亿千瓦时,超越2座三峡水电站的年发电量。特别令人头疼的是,每隔3到10年还需求守时进行数据搬迁,这样就存在数据被篡改或丢掉的危险,且存储寿数短。此次科研团队开发的光子存储技能能把耗能下降几个数量级,寿数一般能够到达50到100年。
这一颠覆性效果的提出源于团队打破了光学衍射极限的约束——像激光直写机、光学显微技能、光存储技能,无一不被光学衍射极限所约束。顾敏介绍,次宣布在《天然》杂志上纳米光子存储技能的提出,不仅在光存储范畴成功打破了光学衍射极限这一物理学难题,未来还将有利于我国在航空航天、生物医学、卫星通信等范畴获得新的发展。