微軟研究人員找到如何使用雷射在玻璃內儲存數據

目前世界上大部分的資訊都是以數位方式儲存。每年，我們產生的數據都比前一年多。現在，隨著人工智慧這項基於大量數據的技術的出現，我們儲存的數位資訊量正在呈指數級增長。

微軟的研究部門正在研究一種使用雷射寫入玻璃的資料儲存方法。研究人員表示，寫在玻璃上的資訊可以保存一萬年。

如果這種方法可以擴大用於商業用途，它可能會改變世界儲存資訊的方式。資料衰減（由於舊儲存系統導致資訊遺失）意味著我們必須至少每一代傳輸一次資料才能保存資料。否則，它會隨著年齡的增長而被破壞。

微軟 Project Silica 研究總監 Richard Black 告訴 CNET，她的工作表明，玻璃中的長期數位儲存是實用的，而不僅僅是科學實驗。

「當今儲存面臨的最大挑戰之一是媒體會磨損，需要定期更換，」Black 說。 “玻璃就不存在這個問題。”

使用雷射修改玻璃片以確保資料在許多生命週期內的安全可能會對我們決定保留的所有資訊產生巨大而持久的影響。

玻璃記憶

將資料儲存在玻璃中而不是使用傳統的數位系統是微軟一直致力於的專案。這是六年前 CNET 製作的有關該項目的視頻，當時它還只是一個想法。

2 月 18 日，微軟的 Project Silica 在科學期刊《自然》上發表了一篇論文，展示了這個長期計畫的實際進展。其中一項重大進展是將資訊寫入更便宜的材料上，這使得技術更容易使用。

最初，研究人員使用一種稱為熔融石英的玻璃。但這種用於雷射和半導體元件的材料製造成本昂貴，這可能會使儲存技術在許多用途上受到限制。

現在，研究人員已經找到如何在用於廚房炊具的堅固玻璃（稱為硼矽酸鹽玻璃）中儲存資訊。這種材料顯著降低了成本。

雷射書寫

為了在玻璃上書寫，Project Silica 使用飛秒雷射。飛秒是四分之一秒。這種類型的雷射發射極快的脈衝。它通常用於眼科手術，因為它可以在不損壞表面的情況下切割下面。

為了儲存訊息，雷射在玻璃內部切割體素。體素就像一個像素，但它以三個維度儲存訊息，就像一個立方體，而不是兩個維度。電玩遊戲《我的世界》以使用體素創建世界而聞名。

「這項突破被團隊稱為相位體素：使用單一雷射脈衝在普通硼矽酸鹽玻璃內寫入微小的、受控的變化，」布萊克說。 “這使得寫入和讀取數據變得更簡單、更快，並允許使用低成本玻璃而不是特殊材料。”

因為玻璃是一種堅硬的材料，它不會隨著時間的推移而改變。這就是為什麼這種儲存方法可以比典型的電腦系統更長時間地保持資料完整性。

為了檢索訊息，二氧化矽計畫設計了檔案來保存玻璃碎片。機器人取回玻璃，然後神經網路讀取裡面寫入的資料。微軟有一個網站，顯示機器人放大檔案以檢索玻璃。

永久存儲

微軟已經在概念驗證中使用了這種儲存技術。 2019 年，Project Silica 將 1978 年的《超人》電影存放在一塊杯墊大小的玻璃內。

在挪威斯瓦爾巴群島，這項技術正被用於全球音樂庫項目，該項目旨在「面向未來」各種音樂。微軟也表示，這項技術可以補充斯瓦爾巴群島的全球種子庫等項目， 命運的寶庫 它擁有來自世界各地的各種植物種子的儲存庫。

「玻璃非常耐用，比硬碟或磁帶更能耐受熱量、濕氣、電磁幹擾和物理損壞，」布萊克說。 「它的持續時間也更長，這意味著數據不必每隔幾年就重新複製一次。

「因為它具有天然的防篡改特性，並且不需要持續供電或頻繁更換，所以它特別適合檔案，」他繼續說道。 “從長遠來看，它也可能比當前的儲存技術更具可持續性。”