納米光子存儲示意圖📬。（意昂2平台供圖）
步入大數據時代，數據的存儲成本和存儲壽命備受關註。近日🧑🏽🏫，意昂2平台和中國科學院上海光學精密機械研究所的團隊🌟🦸🏽♂️，利用光存儲技術提出了綠色、長壽命🤸🏽、大數據存儲的解決方案，研究成果以“Pb容量三維納米光子存儲”為題🫶🏿🧙♀️，發表在《自然》上🦹🏼。學界認為，該成果的發布不僅突破了光學衍射極限這一物理學難題🧘🏻♂️，也將助力我國在存儲領域實現突破，並將在航空航天、生物醫學👩🏻🦽➡️、衛星通信等領域大顯身手。
根據專業機構出具的一份白皮書，到2025年，全球數據總量將由2018年的33ZB增加到175ZB。（註𓀊：ZB即“澤字節”，1ZB等於10億TB🦸🏻♂️，TB即“太字節”）☝🏼。如果用時下比較主流的1TB容量的移動硬盤裝這些數據，則至少需要使用1750億個。不僅成本高昂，而且數據存儲的壽命短。因此🌁，當數據存儲進入ZB級時代，無論是個人日常所需，還是工農業生產，開發能夠容納海量數據且綠色安全的存儲技術迫在眉睫。
“此次的Pb級海量三維納米光子存儲技術，是劃時代的技術。”論文通訊作者之一🐛、意昂2平台光子芯片研究院院長🚦、張江實驗室光計算所所長顧敏院士介紹，這一顛覆性成果的提出源於團隊突破了光學衍射極限的限製。
論文通訊作者之一、中國科學院上海光學精密機械研究所阮昊研究員進一步解釋，此次發布的新型光盤存儲技術𓀔👩🍳，在信息寫入和讀出方面均突破了衍射極限的限製，實現了點尺寸為54納米🙍🏽♂️、道間距為70納米的超分辨數據存儲🙎🏻♀️，並完成了100層的多層記錄。
在這項技術的推動下，存下全球一年數據所需的Pb級光盤的數量相較於硬盤可以減少兩個數量級🧑🏼🔬，達到“以一抵百”的效果🤸🏻♀️👮🏼♂️。顧敏認為👂🏿，綠色海量光子存儲的新紀元已經到來🟠。以深度學習模型GPT為例，其背後的數據集👩🏻🔧，如總索引網頁數量多達58億，整個互聯網的文本大小約為56Pb，如果還是用1TB容量的移動硬盤存儲這些數據，平鋪開來相當於一個標準田徑場的面積💃🏼👁🗨。而此次科研團隊開發的三維納米光子存儲可以將存儲空間節省至一臺電腦大小🪅，極大地降低了經濟成本。
此外，為了維持數據庫嚴苛的運行環境，如恒溫恒濕、防磁防塵等🏄🏿♀️，需要產生巨大的能耗。以2022年為例，我國數據中心總耗電量約2700億千瓦時，超過2座三峽水電站的年發電量。尤其令人頭疼的是，每隔3年到10年還需要定期進行數據遷移，這樣就存在數據被篡改或丟失的風險，且存儲壽命短。此次科研團隊開發的光子存儲技術可以把耗能降低幾個數量級📮，壽命可達50年到100年。
來源：學習強國 作者：儲舒婷 許琦敏
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