Физики плотно упаковали данные в алмаз на миллионы лет

❋ 4.2

Команда инженеров разработала новый способ кодирования данных в алмазах с более высокой плотностью, чем предыдущие методы. Алмазы могут хранить информацию при комнатной температуре в течение миллионов лет.

Физика

# алмазы

# данные

# синтетические алмазы

# фемтосекундный лазер

# хранение данных

Фото обработанного в бриллиант алмаза / © TechSpot, Inc

Носители информации, такие как жесткие HDD и SSD-диски, флеш-накопители и оптические диски, имеют ограниченный срок службы. Со временем данные на них могут становиться недоступными из-за деградации материалов, накопления ошибок или выхода устройств из строя. Например, CD, DVD и Blu-ray-диски становятся нечитаемыми из-за царапин и воздействия влаги, а флеш-накопители и жесткие диски могут потерять данные из-за механических поломок, сбоев в электронике или частой перезаписи.

Важные данные стоит регулярно перезаписывать или копировать на новые носители, чтобы избежать их утраты. Существует и проблема утери доступа к данным из-за устаревания технологий — устройства для чтения старых форматов могут просто исчезнуть с рынка.

Человечеству хочется надежно хранить критически важную информацию, поэтому ученые постоянно ведут разработки долговечных решений для ее хранения. Один из вариантов — кристаллические носители, способные сохранять данные на протяжении многих тысяч лет.

Исследователи уже демонстрировали возможность записи данных в алмазы. Это обеспечивает значительно более длительное хранение информации по сравнению с жесткими дисками и бумагой. Однако в предыдущих экспериментах ученые не могли добиться высокой плотности записи информации на дорогой носитель.

В работе, опубликованной в журнале Nature Photonics, исследовательская группа разработала метод гравировки данных на алмазах, который позволяет существенно увеличить плотность хранения, а значит, и объем данных, записываемых на кристалл.

Для экспериментов ученые использовали кусочки алмаза длиной несколько миллиметров — пока это демонстрационный проект, доказательство работы методики. По словам исследователей, в будущем подобные носители могут изготавливаться размером с Blu-ray-диск.

Новый метод использует лазер, который удаляет отдельные атомы углерода с поверхности алмаза, создавая крошечные полости. Когда на них светит другой лазер, эти полости показывают строго определенный уровень яркости, который можно считывать.

Детали концептуальной технологии © *Nature Photonics* (2024). DOI: 10.1038/s41566-024-01573-1

Управляя энергией лазера, ученые могут регулировать степень яркости отдельных участков алмаза, удаляя разное количество атомов. Считывающий лазер определяет яркость каждого участка и по этим данным исследователи декодируют информацию.

В серии экспериментов команда ученых закодировала изображения на небольшой алмазной пластине. Точность цикла запись — считывание составила 99 процентов. Плотность записи информации — 14,8 терабита на кубический сантиметр. Быструю запись обеспечивает фемтосекундный лазер, а стабильность кристаллов алмаза позволяет предположить, что данные будут сохранены в этом носителе миллионы лет.

Исследователи признают, что на данном этапе их метод нельзя считать экономически выгодным из-за высокой стоимости используемого для формирования полостей лазера. Тем не менее они предполагают, что технология может найти применение в задачах, где требуется сверхнадежное хранение данных.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Евгения Вавилова — научпоп автор, специализирующийся на популярной физике. Выпускница физического факультета, более 10 лет пишет о новейших открытиях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения умеет объяснять сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, основанные на первоисточниках — научных статьях и интервью с исследователями.