不怕煮不怕烤不消磁！科学家造500TB超大5维光盘，可保存138亿年

作者：@天涯爱科学

文章图片
跟我一样，相信不少读者朋友都有数据丢失的悲惨经历。在过去，数据的储存形式无非是软盘、磁带、光盘和硬盘，不管哪一种形式，由于材料的原因，随着材料的磨损、老化或损坏，数据最终将会变得无法使用。
磁带和软盘，只要不划伤盘片，盘片不变形、不受高温、不受潮、不靠近磁性物质等情况下，数据可以保存5~8年，但实际使用中有两三年都不错了。
光盘是由聚合塑料(聚碳酸酯)层、铝膜层和保护涂层三部分组成。环境温度过高或过低会加速塑料老化，铝膜与空气接触也会被慢慢氧化。理论上光盘寿命有20年，但实际使用中，超过5年的寥寥无几。

文章图片
至于硬盘，由于数据要不断擦写，机械硬盘一般3~5年之后，性能就会慢慢下降，最终变得无法使用，固态硬盘好一点，但能用上10年的估计也没有多少。
由于储存介质不断磨损老化，很多企业和部门，为了确保数据的安全，必须每隔几年就进行一次数据迁移，在数据爆炸的时代，这无疑是一个极其昂贵和耗时漫长的过程。
有没有更好的方法来解决这个问题呢？2021年10月，英国南安普敦大学光电子研究中心主任PeterKazansky教授向公众展示了他的革命性新技术：一种在CD大小的光盘上存储大量数据的新方法。这种光盘是用特殊的纳米级石英玻璃制成，利用飞秒激光通过五维技术——两个光学维度和三个空间维度——把数据雕刻在上面，目前一张光盘的数据容量可达500TB（1TB=1000G）。
但更令人激动的是，这种存储介质有着前所未有的特性，包括500TB/盘数据容量、高达1000°C的热稳定性和几乎无限的室温寿命(190℃下的138亿年，与宇宙同寿) ，开启了一个永恒数据存档的新时代。

文章图片
PeterKazansky表示，他是在参观一些古老的岩画时得到启发，那些刻录在山洞的岩壁上的图案已存在了数千年甚至上万年，这是地球有史以来记录文明最稳定最持久的办法之一。因此，如果用这样的思路来储存数据，能不能一劳永逸地解决这个难题呢？PeterKazansky本身长期承担美国国会图书馆数据储存工作，每隔几年的数据迁移工作一直都让他疲惫不堪——作为世界上最大的图书馆，美国国会图书馆数据容量高达3000TB ，如果用上他的新技术， 1张500TB的玻璃光盘就能储存国会图书馆六分之一的数据，而且，更重要的是，这张光盘几乎还是永恒的——无论煮沸、烘烤、淹没或消磁，其上的数据都不会退化。

文章图片
美国国会图书馆
这些新型的储存技术中，另一个关键的技术是如何把数据刻到坚硬的玻璃上去。
古人用石头和锤子把画雕刻成岩画，用工具物理性地改变材料的属性。 Kazansky如何在坚硬的玻璃上雕刻呢？他的“凿子”和“锤子”是什么呢？
“锤子”是电， “凿子”是激光。 Kazansky使用的是一种特殊的激光，这种激光能产生非常强烈的脉冲，产生一个强电场，在玻璃上产生闪电般的击穿。由于这些脉冲非常短，这种闪电可以非常精确地产生微小爆炸，这样就能在玻璃中持续地精确地创建所需要的小腔，数据就以腔体的形式被雕刻在上面。