中國(guó)青年報(bào)客戶端訊（中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 王燁捷）美國(guó)東部時(shí)間2月24日，上海理工大學(xué)未來光學(xué)實(shí)驗(yàn)室人工智能納米光子學(xué)中心顧敏院士團(tuán)隊(duì)在Science子刊Science Advances雜志上發(fā)表高水平論文，在光信息存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域讓上述海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“隨身帶”有了可能?？苹闷兄魅斯珡目诖锾统鑫⑿驮O(shè)備打開海量數(shù)據(jù)庫執(zhí)行任務(wù)的場(chǎng)景未來或?qū)⒊蔀檎鎸?shí)應(yīng)用場(chǎng)景。
到2025年，全球生成的數(shù)據(jù)總量預(yù)計(jì)達(dá)到175ZB（澤字節(jié)，1ZB等于10億TB即太字節(jié)）。記者注意到，目前大數(shù)據(jù)中心被廣泛使用，但這些數(shù)據(jù)中心能量消耗巨大（約占全球電力供應(yīng)的3％），且依賴于基于磁記錄的硬盤驅(qū)動(dòng)器，該硬盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)容量有限（單盤片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量最大為2TB），使用壽命一般只有3至5年。
如果利用激光，其實(shí)現(xiàn)的光存儲(chǔ)技術(shù)有望滿足以上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，同時(shí)可以有效節(jié)省成本。在過去的幾十年中，光存儲(chǔ)技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。但光的衍射性質(zhì)限制了可達(dá)到的信息位大小，限制了光盤的存儲(chǔ)容量，光盤存儲(chǔ)容量仍然被限制在幾個(gè)TB。
對(duì)此，上海理工大學(xué)顧敏院士團(tuán)隊(duì)與澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)劉曉剛教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開展研究，發(fā)表論文“基于上轉(zhuǎn)換共振能量轉(zhuǎn)移的納米級(jí)光學(xué)寫入技術(shù)（Nanoscale optical writing through upconversion resonance energy transfer）”。這項(xiàng)研究的實(shí)驗(yàn)工作由上理工博士后西蒙尼·拉蒙（Simone Lamon）完成。
這是一項(xiàng)旨在解決海量大數(shù)據(jù)光存儲(chǔ)技術(shù)瓶頸的研究，此研究通過鑭系元素（稀土元素之一）摻雜的熒光上轉(zhuǎn)換納米顆粒和氧化石墨烯結(jié)合，實(shí)現(xiàn)低功率的光學(xué)寫入納米級(jí)信息位（納米級(jí)是指1至100納米的大小，其中1納米等于1米的十億分之一），為下一代光信息存儲(chǔ)技術(shù)提供了新的方案。研究所開發(fā)的亞衍射光學(xué)寫入技術(shù)將大大提高數(shù)據(jù)密度，可以生產(chǎn)出在所有可用光學(xué)技術(shù)中具有最大存儲(chǔ)容量的光盤，預(yù)計(jì)1張12厘米的光盤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量可以達(dá)到700TB，相當(dāng)于28000張藍(lán)光光盤的存儲(chǔ)量。
此外，這項(xiàng)技術(shù)使用一種新的納米復(fù)合材料，將氧化石墨烯與熒光上轉(zhuǎn)換納米顆粒結(jié)合在一起，使用熒光上轉(zhuǎn)換納米顆粒將亞衍射信息位寫入納米復(fù)合材料，在結(jié)構(gòu)光照明下局部還原氧化石墨烯，還原氧化石墨稀的過程通過共振能量轉(zhuǎn)移來完成，從而降低能耗，延長(zhǎng)光學(xué)器件的使用壽命。與傳統(tǒng)光學(xué)寫入技術(shù)使用昂貴且笨重的脈沖激光器相比，此技術(shù)使用便宜的連續(xù)波激光器，大大降低了成本。
這一系列創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)為大容量光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)提供更便宜、可持續(xù)發(fā)展的解決方案，同時(shí)適于光盤的低成本批量生產(chǎn)，應(yīng)用潛力巨大，為解決全球數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)開辟了新途徑。鑒于此研究成果的重要性，Science主刊也作為Research Highlight報(bào)導(dǎo)此研究成果。
來源：中國(guó)青年報(bào) 記者：王燁捷
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