玻璃硬盘：存储保质千年
玻璃硬盘：存储保质千年
随着科学技术的发展，人类发明了纸张、胶片、磁带、磁盘、光盘等介质，来存储相关资料和数据。然而，纸张容易腐烂，胶片终将褪色，磁盘、光盘的寿命也不长。有没有更好的存储介质留存资料和数据呢？科学家们找到了它——玻璃硬盘。
近日，国外一家科技公司与一家电影公司合作，将一部75.6G的电影存储到了一块长和宽均为75毫米、厚度为2毫米的玻璃上。这标志着玻璃硬盘正式由概念落地为实物。
与磁性硬盘的黑盒读写存储方式不同，玻璃硬盘的数据存储和读取都需借助“外力”。研究人员利用飞秒激光熔融玻璃，在玻璃片不同的深度和角度创建多层三维纳米光栅进行数据编码，这个编码包括光的偏振、波长及X、Y、Z三个坐标等5个物理维度。他们以写入纳米光栅的点表示“1”，未写入纳米光栅的点则表示“0”，实现数据存储。
偏振光透过这些写入纳米光栅的玻璃，能产生特定的图像和图案，学习了算法的机器将这些图像和图案解码，便能实现数据读取。
也许有人会问，换作其他的透明物质，能不能实现同样的存储效果呢？我国的研究人员给出了答案：玻璃在激光照射下，尤其是采用脉冲激光器的时候，会在焦点内形成周期性的纳米光栅分布。如果换用其他透明物质，不一定会有与偏振取向相关的周期性纳米光栅结构，无法实现偏振维度的复用，其存储效果会大打折扣。
据介绍，玻璃硬盘是一种崭新的冷存储系统，它不需要控制温度和湿度，大大降低了数据库的环保成本，设备维护费用也大大降低。玻璃经过煮沸、烘焙、刮擦都无损其存储稳定性，具有抗高温、抗电磁干扰、耐磨损的特性，存储数据可以保存千年。
与胶片、磁盘和光盘相比，玻璃硬盘更保真，它的容量和提取信息的速度也比磁盘和光盘更大、更快。如今电影拍摄多为数字拍摄，需要将数字像素存储到胶片模拟介质中，会不可逆性地损失原有像素，而玻璃存储则如同相机一样保留了原始像素。光盘只能以平面上的凹凸来储存“1”“0”，而玻璃则能以三维阵列实现高密度储存，可以利用激光在2毫米厚的玻璃中存储100多个数据层。磁盘、光盘需要时间来找到读取位置，而玻璃硬盘则不需要，机器学习算法可以迅速进行数据定位，然后归位，大大减少了提取信息的延迟。
当然，这个玻璃硬盘并不仅仅能让千年以后的人类看到现在的电影，人类的医疗数据、法律合同、地质信息、图书数据、档案数据、城市规划信息等等，都能储存其中，它最大的优势就是保存时间久远。这无疑是记录人类文明的一种很有效的方式。
有关研究人员坦言，虽然玻璃硬盘已经诞生，但它的技术还不够成熟，如成本太高，不适合普通消费者对存储的需求。不过，玻璃硬盘被用来存储数据仅仅是个开始，其未来的应用空间巨大。
最近的研究发现，玻璃里的三维结构还可嵌入纳米级处理器，用来进行智能计算。这样一来，也许玻璃硬盘内就能组成一个经得住时间考验的计算机，这样的前景无疑会更美好。
