上海理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)取得光存儲(chǔ)技術(shù)突破

本報(bào)訊（記者 任朝霞）近日，上海理工大學(xué)光子芯片研究院院長(zhǎng)、張江實(shí)驗(yàn)室光計(jì)算所所長(zhǎng)顧敏院士帶領(lǐng)上海理工大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所的團(tuán)隊(duì)人員，利用光存儲(chǔ)技術(shù)提出了綠色、長(zhǎng)壽命、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，相關(guān)研究成果以“Pb容量”為題，發(fā)表在《自然》（Nature）雜志。

科研團(tuán)隊(duì)利用雙光束技術(shù)突破光學(xué)衍射極限的限制，首次證實(shí)可以在三維空間實(shí)現(xiàn)多至百層的、超分辨尺寸下的信息點(diǎn)的寫入和讀出，單張光盤容量可以高達(dá)Pb級(jí)，相當(dāng)于至少一萬(wàn)張藍(lán)光光盤的容量。這意味著，在這項(xiàng)技術(shù)的推動(dòng)下，存儲(chǔ)全球一年數(shù)據(jù)所需的Pb級(jí)光盤的數(shù)量相較于硬盤可以減少兩個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到“以一抵百”的效果。

顧敏以深度學(xué)習(xí)模型GPT舉例，介紹這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景：其背后的數(shù)據(jù)集，如果用1TB容量的移動(dòng)硬盤去存儲(chǔ)，平鋪開(kāi)來(lái)相當(dāng)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)田徑場(chǎng)的面積。而此次科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的三維納米光子存儲(chǔ)可以將存儲(chǔ)空間節(jié)省至一臺(tái)電腦大小，能大大降低經(jīng)濟(jì)成本。此外，維持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)嚴(yán)苛的運(yùn)行環(huán)境（如恒溫恒濕、防磁防塵）需要產(chǎn)生巨大的能耗，以2022年為例，我國(guó)數(shù)據(jù)中心總耗電量約2700億千瓦時(shí)，超過(guò)2座三峽水電站的年發(fā)電量，每隔3到10年還需要定期進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移，這樣就存在數(shù)據(jù)被篡改或丟失的風(fēng)險(xiǎn)，且存儲(chǔ)壽命短。此次科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的光子存儲(chǔ)技術(shù)可以把耗能降低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，壽命可達(dá)50到100年。

據(jù)介紹，該研究成果不僅在光存儲(chǔ)領(lǐng)域成功突破了光學(xué)衍射極限這一物理學(xué)難題，有助于我國(guó)在存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，也將在航空航天、生物醫(yī)學(xué)、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域大顯身手。

《中國(guó)教育報(bào)》2024年02月24日第2版