Cải tiến lưu trữ quang học: Hồi sinh đĩa CD với mật độ cực cao và đột phá mới

Các nhà khoa học từ Đại học Chicago Và Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne có đã phát triển một cách tiếp cận mới để lưu trữ bộ nhớ quang, có khả năng hồi sinh đĩa CD với khả năng lưu trữ dữ liệu mật độ cao. Nghiên cứu được công bố trên Nghiên cứu đánh giá vật lýgiải quyết các hạn chế trong lưu trữ quang học truyền thống trong đó mật độ dữ liệu bị hạn chế bởi giới hạn nhiễu xạ của ánh sáng—không có khả năng lưu trữ các bit nhỏ hơn bước sóng của tia laser.

Bước đột phá này liên quan đến việc nhúng các nguyên tử nguyên tố đất hiếm, giống như các nguyên tử trong tinh thể magie oxit (MgO), vào một vật liệu rắn và sử dụng các khuyết tật lượng tử để lưu trữ dữ liệu. Cách tiếp cận này sử dụng một kỹ thuật gọi là ghép kênh bước sóng, trong đó mỗi bộ phát đất hiếm hoạt động trên một bước sóng ánh sáng hơi khác nhau, do đó cho phép lưu trữ dữ liệu dày đặc hơn đáng kể trong cùng một không gian vật lý.

Các nhà nghiên cứu của Argonne và Đại học Chicago đã sử dụng mô hình cổ điển và lượng tử để chỉ ra các nguyên tố đất hiếm và các khuyết tật trong chất rắn có thể lưu trữ dữ liệu được mã hóa quang học như thế nào. (Hình ảnh: Tập đoàn Galli.)

Nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng việc tạo ra một mô hình lý thuyết về một loại vật liệu chứa các nguyên tử đất hiếm có khả năng hấp thụ và phát lại ánh sáng. Sau đó, họ chứng minh rằng các khuyết tật lượng tử ở gần có thể thu và lưu trữ ánh sáng từ những nguyên tử này. Một khám phá đáng chú ý là khi các khuyết tật hấp thụ năng lượng bước sóng hẹp, chúng sẽ chuyển sang trạng thái quay khó đảo ngược, cho phép lưu giữ dữ liệu lâu dài.

Bất chấp những phát hiện đầy hứa hẹn này, vẫn còn một số thách thức trước khi ứng dụng thương mại trở nên khả thi. Các câu hỏi quan trọng bao gồm trạng thái kích thích có thể được duy trì trong bao lâu và ước tính chính xác mức tăng công suất so với giới hạn lưu trữ quang học hiện tại. Mặc dù nhóm không cung cấp dữ liệu cụ thể về dung lượng lưu trữ nhưng họ mô tả công nghệ này là “mật độ cực cao”, nhấn mạnh tiềm năng của nó trong việc cách mạng hóa việc lưu trữ.

Mặc dù vẫn cần nghiên cứu và phát triển sâu rộng, nhưng cách tiếp cận đổi mới này một ngày nào đó có thể khiến lưu trữ quang trở nên phù hợp trong thời đại bị thống trị bởi công nghệ đám mây và truyền phát trực tuyến.

Nộp vào Máy tính. Đọc thêm về Sao lưu, Cd, Dữ liệu, Bộ nhớ, Nghiên cứu và Lưu trữ.