Спрос на долгосрочное хранение данных растет, однако распространенные технологии недолговечны и недостаточно надежны. Исследователи решают эту проблему в традициях научной фантастики ‒ наносят на стекло узоры из данных.
Ученые из Microsoft выдвинули предположение, что для хранения большого объема данных идеально подходит стекло. Оно дешево, не портится при нагревании и механических повреждениях. О проекте Project Silica, который позволит хранить данные минимум 10 тыс. лет, рассказывается в журнале Nature.
К 2040 году объем систем хранения во всем мире вырастет до 25 млн Тб. Для долговечного хранения данные необходимо перезаписывать или переносить в новые архивы.
Ранее исследователи предлагали хранить информацию в ДНК, поскольку в одном грамме ДНК могут веками храниться сотни тысяч терабайт данных. Однако химический синтез ДНК обходится дорого, а считывание данных с помощью секвенаторов проходит медленно. Кроме того флаконы с ДНК необходимо хранить в сухом месте и защищать от ультрафиолетового излучения.
Больше 10 лет назад Питер Казанский, специалист по оптоэлектронике из Саутгемптонского университета, разработал метод записи и считывания данных в стекле. С помощью коротких лазерных импульсов он создавал внутри стеклянных пластин цифровой узор из крошечных пустот, которые потом считывались с помощью микроскопов.
Однако для метода Казанского требовалось дорогое кварцевое стекло, а также четыре микроскопа, которые считывали данные. Ученые попробовали взять для записи боросиликатное стекло, которое используется для изготовления посуды и лабораторных колб.
Исследователи перемещали лазер по стеклу взад-вперед, посылая серию импульсов, каждый из которых поглощался и создавал изменение показателя преломления в области размером примерно 100 нм и глубиной 2 мкм. При изменении глубины лазера таким способом можно записывать данные в сотни слоев.
Ученые разделили лазер на четыре луча и смогли записывать данные со скоростью около 66 Мб/с. Исследователи уверены, что они могут достигнуть скорости записи на магнитную ленту, увеличив количество параллельно записывающих лучей до 16.
Для считывания данных ученые пропускали свет через стекло и с помощью оптической камеры микроскопа фиксировали структуру каждого слоя данных, отсеивая помехи от соседних участков и преобразуя изображения в данные.
Ученые роботизировали лазеры и микроскоп, что помогло полностью автоматизировать механизм, упростить процесс записи и снизить затраты. Разработчики уже записали с помощью нового метода несколько фильмов, а также заархивировали музыку.