用光线存储数据的节能方案：有望应用于下一代数据存储！

近日，澳大利亚南澳大学、阿德莱德大学与新南威尔士大学合作演示了一种采用光线存储数据的新型节能方案，该方案有望应用于下一代数据存储设备。

背景

随着社交媒体、云计算以及智能手机的广泛应用，人类对于数据的使用量正以爆炸式的速度急剧增长，然而现有的存储技术正在面临严峻的挑战，例如传统的硬盘驱动器和固态存储器都正在迅速逼近其存储性能的极限。

在如今的信息“大爆炸”时代，新型存储技术需要满足的数据存储量达到了太字节（TB），甚至拍字节（PB）的规模。这样的数据存储量是什么样的概念？1PB = 1024TB，1TB = 1024GB，目前来说一般的个人笔记本电脑，内存容量约为2GB，而硬盘容量约为500GB。

创新

为了顺应时代发展需要，数据存储领域的技术也在不断创新，其中一项非常有前景的技术就是：光学数据存储。

近日，澳大利亚南澳大学、阿德莱德大学与新南威尔士大学合作演示了一种采用光线存储数据的新型节能方案。他们的研究成果发表在开源期刊《Optics Express》上。他们的研究显示，采用激光编码数据的纳米尺寸的微型盐晶体，有望成为下一代数据存储技术的选项。

（图片来源：Elizaveta Klantsataya）

技术

该项目负责人、南澳大学研究员及阿德莱德大学光子学与高级传感研究所（IPAS）客座研究员 Nick Riesen 博士与阿德莱德大学博士生 Xuanzhao Pan 开发出一种基于纳米晶体发光特性的技术，它能在代表数据信息开关的模式之间高效地切换。研究人员采用激光改变电子状态，从而改变晶体的荧光特性。

（图片来源：参考资料【2】）

（图片来源：参考资料【2】）

研究显示，这些荧光纳米晶体将成为传统磁性（硬盘驱动器）和固态（固态硬盘）存储技术或者蓝光光盘的一种很有前景的替代品。

Riesen 博士表示：“这项用光线存储信息的技术有意思的地方在于，可以同时存储几个比特，而且数据是可重写的，这一点不同于其他大多数的光学存储技术。”

价值

这种“多级数据存储”（在单个晶体上存储几个字节）为更高的存储密度开辟了道路。这项技术也采用了非常低功率的激光器，提高了它的能量效率，对于消费类应用来说也更实用。

新南威尔士大学教授 Hans Riesen 表示：“低能量需求也使得该系统非常适合集成电路上的光学数据存储。”

随着三维数据存储技术的发展，这项技术也有望提升存储数据量。

阿德莱德大学教授 Heike Ebendorff-Heidepriem 表示：“我们认为，采用我们在IPAS所具备的玻璃加工能力，这一数据存储平台有望拓展至三维技术，将纳米晶体嵌入到玻璃或者聚合物中。新材料的跨学科研究开发，对实际应用会产生深远的影响。”

Riesen 表示：“三维光学存储有望在小型数据立方体上实现拍字节级别的数据存储。客观地来看，人们普遍认为，人类大脑可以存储2.5拍字节。对于突破数据存储技术的瓶颈而言，这项新技术有望成为切实可行的解决方案。”

关键字

存储技术、数据、光学

参考资料

【1】https://www.unisa.edu.au/Media-Centre/Releases/2018/Using-light-for-next-generation-data-storage/#.W0WOWdIzaUk

【2】Nicolas Riesen, Xuanzhao Pan, Kate Badek, Yinlan Ruan, Tanya M. Monro, Jiangbo Zhao, Heike Ebendorff-Heidepriem, Hans Riesen.Towards rewritable multilevel optical data storage in single nanocrystals. Optics Express, 2018; 26 (9): 12266 DOI: 10.1364/OE.26.012266