研究人员展示了具有PB级容量的3D纳米级光盘存储器

2023年最受欢迎的单词最近发布，人工智能大语言模型（LLM）无疑位居榜首。作为领先者，ChatGPT也成为年度国际流行语之一。人工智能的这些颠覆性创新在很大程度上归功于大数据，而大数据发挥了关键作用。然而，人工智能同时也给大数据的发展带来了新的机遇和挑战

在当今的数字经济中，高容量数据存储是必不可少的。然而，硬盘驱动器和半导体闪存设备等主要存储设备在成本效益、耐用性和寿命方面面临限制

光学数据存储为经济高效的长期数据存储提供了一个有前景的绿色解决方案。尽管如此，由于光学衍射限制，光学数据存储在相邻记录特征的间隔方面遇到了基本限制。这种物理约束不仅阻碍了直接激光写入机的进一步发展，而且影响了光学显微镜和存储技术

根据《科学》杂志2021年发布的125个前沿科学问题，打破衍射极限障碍是物理学领域的首要挑战。它也是《自然》杂志预测的2024年及以后的七项技术突破之一

由上海科技大学（USST）和中国科学院上海光学与精细力学研究所（SIOM）的顾敏教授领导的多学科团队成功克服了这一挑战

他们最近在《自然》杂志上发表了他们的最新研究成果，题为“具有PB级容量的3D纳米级光盘存储器”

研究人员首次证明，通过将平面记录结构扩展到数百层的三维空间，光学数据存储容量可以达到Pb级，从而打破记录光斑的光学衍射极限屏障

DVD大小的磁盘区域内的存储容量可以达到Pb级别，相当于至少10000个蓝光磁盘或100个大容量硬盘驱动器

具有PB级容量的三维纳米级光盘存储器的突破性技术是革命性的。GPT背后的数据集包括58亿个索引网页，占据约56Pb的文本，通常需要一个游乐场区域的硬盘驱动器进行存储

然而，三维纳米级光盘存储器可以将空间缩小到台式计算机的大小，从而显著降低成本。此外，纳米级光盘存储器的能耗比传统方法低几个数量级，其寿命可达50–100年

2013年，谷敏教授和他的研究团队实现了基于双光束写入的9纳米直接激光写入技术。德国科学家Stefan W.Hell教授因发明双光束超分辨率显微成像技术而获得2014年诺贝尔化学奖

发表在《自然》杂志上的三维纳米级光盘存储技术成功突破了光学写入和读取的衍射极限，开创了大数据数字经济的新时代