Ученые из Microsoft Research представили систему хранения данных под названием Silica, которая записывает информацию в обычное стекло. Для записи информации используются сверхкороткие вспышки лазерного света — так называемые фемтосекундные импульсы. Каждый из них длится квадриллионные доли секунды. Для сравнения: отношение десяти фемтосекунд к одной минуте примерно такое же, как одной минуты к возрасту Вселенной.
Обычно свет с длиной волны, которую генерирует такой лазер, проходит сквозь стекло, не взаимодействуя с ним. Однако когда сверхкороткие импульсы фокусируются в определенной точке, они создают интенсивное электрическое поле, изменяющее молекулярную структуру стекла. При этом затрагивается лишь крошечный трехмерный объем — менее миллионной доли метра с каждой стороны. Такие точки называются «вокселями», и их можно создавать в точно заданных позициях внутри стекла.
Сама по себе идея трехмерного хранения данных с помощью лазерной записи не является инновационной. Еще в 90-х годах прошлого века специалисты Гарвардского университета изучали возможности объемного оптического хранения. В 2014 году ученые из Саутгемптонского университета сообщили о записи данных в кварцевое стекло с «практически неограниченным сроком хранения».
Заслуга команды Microsoft заключается не в научном прорыве, а в создании первой полноценной системы хранения информации на стекле для практического применения. Silica объединяет все ключевые элементы хранения: кодирование данных, запись, чтение, декодирование и исправление ошибок.
Ученые протестировали два типа вокселей. Первый — микроскопические пустоты, создаваемые лазерными «микровзрывами» внутри стекла. Они обеспечивают плотность хранения 1,59 гигабита на кубический миллиметр. Второй тип предполагает изменение показателя преломления стекла. Такие воксели записываются быстрее и с меньшими затратами энергии — около 65,9 мегабита в секунду, — но плотность записи в таком случае ниже, то есть пластинка вмещает меньше данных.
Эксперименты с ускоренным старением показали, что записанная информация останется читаемой более десяти тысяч лет — несравнимо дольше, чем на магнитных лентах или жестких дисках.
Технология является оптимальной для архивного хранения данных, в котором надежность и долговечность являются более важными показателями, чем скорость доступа.
Ранее российские ученые нашли способ управлять магнитными свойствами материалов с помощью лазера при комнатной температуре.
