微软突破性激光技术：普通玻璃上可存储数据 10,000 年

美国 - 艾赫巴里通讯社

微软突破性激光技术：普通玻璃上可存储数据 10,000 年

微软公司在数据存储技术领域取得了一项开创性的科学和工业成就，这项技术能够利用厨房用具和烤箱门等日常生活中常见的、易于获取的玻璃材料，将数字信息保存长达惊人的 10,000 年。这项源自“硅计划”（Project Silica）持续进展的开发，标志着在数据存储解决方案方面迈出了重要一步，它克服了传统硬盘和固态硬盘日益严重的损耗问题，为人类知识的持久存档铺平了道路。

自 2019 年以来，微软一直在开发基于玻璃的数据存储技术，但此前依赖的是成本高昂且稀有的纯熔融石英玻璃。然而，最近发表在著名《自然》（Nature）杂志上的研究，彻底改变了这一局面。科学家们成功地将数据编码到了普通的硼硅酸盐玻璃上。这种玻璃不仅耐用、耐高温，而且来源广泛，价格也更具经济性。存储介质本身的这一根本性变化，是使该技术在商业上可行并得到广泛应用的关键一步。

创新之处不仅在于玻璃材料的选择，还包括用于数据写入和读取的新颖而复杂的技术。微软合作伙伴研究经理、该研究的合著者理查德·布莱克（Richard Black）表示，这些进展解决了“商业化的关键障碍：存储介质的成本和可用性”。他进一步解释说：“我们已经解锁了高速并行写入的科学技术，并开发了一种技术，允许对写入的玻璃进行加速老化测试，这表明数据至少应能保持 10,000 年不变。”

研究团队通过实验展示了他们的能力：他们在一块尺寸仅为 0.08 x 4.72 英寸（2 x 120 毫米）的玻璃上，利用 301 层存储了约 4.8TB 的数据，这相当于大约 200 部 4K 电影。尽管其写入速度为每秒 3.13 兆字节（MB/s），远低于硬盘（约 160 MB/s）或固态硬盘（约 7,000 MB/s），但该技术最显著的优势在于其数据非凡的长期持久性。相比之下，大多数现代硬盘和固态硬盘的数据寿命通常只有大约 10 年。

这项技术的根本价值在于其提供超可靠存档存储的潜力。虽然传统设备满足日常运营需求，但基于玻璃和陶瓷的存储技术为数千年的数据完整性提供了无与伦比的保证。这使其成为一个理想的长期数字存储库的候选者，能够保护全球范围内不断增长的数据量。微软此前曾强调计划将这项技术用于挪威的“全球音乐库”（Global Music Vault），以彰显其保护文化和数字遗产的承诺。

研究中详细介绍的关键技术创新包括使用激光脉冲的“双折射体素写入”（birefringent voxel writing）方面的进展。该团队开发了一种改进的伪单脉冲技术，其中单个激光脉冲可以分裂形成两个脉冲，从而提高了写入效率。此外，还引入了并行写入功能，允许在近距离同时写入多个数据体素，从而显著提高了整体写入速度。科学家们还引入了一种名为“相位体素”（phase voxels）的新存储方法，其中数据被编码到材料的相变而不是其极化状态。该方法使用单个激光脉冲，并包含一种新颖的读取技术。

最后，微软开发了一种用于识别和评估玻璃体素内存储的数据老化情况的方法。该技术与标准的加速老化测试相结合，已证实数据具有超过 10,000 年的潜在寿命。展望未来，该团队计划进一步完善写入和读取技术，探索改进的激光系统，并研究不同的玻璃成分，以确定这种革命性存储格式的最佳材料，从而为我们的数据能够安全、永久保存的未来奠定基础。

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