智工具编译 ZeR0编辑 漠影
智工具2月19日报道，， ，，，微软研究院今日在国际顶级学术期刊Nature上揭晓了一项关于新型玻璃存储数据要领的突破性效果，， ，，，能将信息生涯至少10000年。。。。。。
它证实，， ，，，一块12厘米宽、2毫米厚的方形玻璃，， ，，，可以存储4.8TB的数据，， ，，，相当于约莫200万本印刷书籍。。。。。。
微软研究团队将这种基于飞秒激光玻璃直写手艺的综合性归档数字数据存储手艺命名为Silica，， ，，，称其是“首个知足生产级存储系统所有要求的玻璃基数据存储手艺”。。。。。。
论文地点：https://www.nature.com/articles/s41586-025-10042-w
向导微软剑桥研究院“硅妄想”（Project Silica）的盘算机科学家Richard Black说，， ，，，测试批注，， ，，，这些数据在290摄氏度的温度下可以生涯1万年，， ，，，在室温下则可能生涯数十倍甚至数百倍。。。。。。
麻省理工学院的生物工程师Mark Bathe以为，， ，，，这种“令人印象深刻”的玻璃基替换计划“原则上可以作为要害数据备份的近乎永世性归档存储”。。。。。。
北京大学盘算合成生物学家钱珑评价说，， ，，，只管玻璃存储要领需要专门的硬件来写入和读取数据，， ，，，但该论文批注，， ，，，玻璃存储已经逾越了质料实验的领域，， ，，，成为一种“可安排的归档系统”。。。。。。
“通过展示一个完整的系统……他们展示了这项手艺怎样真正刷新数据中心行业。。。。。。”英国南安普顿大学光电子学研究员、曾与微软相助开发玻璃存储手艺的Peter Kazansky谈道。。。。。。
一、数据存储需求呈爆炸式增添，， ，，，磁带和硬盘不适合恒久存储
微软研究院的论文显示，， ，，，人类正以指数级速率爆发数据，， ，，，约莫每3年翻一番。。。。。。这些数据中有许多具有显著的小我私家、商业或执法价值。。。。。。
大大都数字档案系统依赖于几年内就会降解的介质。。。。。。磁带和硬盘都使用电磁铁对金属薄膜上的细小区域举行磁化，， ，，，细小的磁体很容易失去磁性，， ，，，它们约莫十年后就会老化，， ，，，并不适合恒久数据存储。。。。。。
这导致数据必需按期迁徙到新的介质，， ，，，而这一历程耗时、耗资且耗能重大。。。。。。
因此，， ，，，寻找一种用于恒久生涯数字数据的替换手艺至关主要。。。。。。
玻璃是一种永世性数据存储质料，， ，，，具有防水、耐热和防尘的特征。。。。。。在玻璃上读取数据，， ，，，比在硬盘上翻开文件要重大得多，， ，，，但信息的清静性却高得多。。。。。。
“玻璃的优点在于，， ，，，一旦写入，， ，，，就无法更改。。。。。。一切都搞定了。。。。。。”Richard Black说道，， ，，，这种装备的存储无需温度控制或维护。。。。。。
使用飞秒手艺将数据存储在玻璃内部激光脉冲，， ，，，是现在为数未几的有望实现长期、不可改动且长寿命存储的手艺之一。。。。。。
这是由于这种介质自己具有热稳固性和化学稳固性，， ，，，并能抵御潮气侵入、温度波动和电磁滋扰。。。。。。
Peter Kazansky和他的同事们开发了激光写入手艺背后的物理原理，， ，，，并坚持着使用熔融石英制造的最耐用玻璃基数字存储介质的吉尼斯天下纪录。。。。。。其要领最大限度地提高了耐用性和数据密度。。。。。。
微软于2017年最先在此基础上举行研发。。。。。。
二、在厨房炊具用的玻璃上存储数据，， ，，，2毫米厚玻璃能存4.8TB
在最新研究中，， ，，，微软研究团队开发了一种基于飞秒激光玻璃直写手艺的综合性归档数字数据存储手艺Silica。。。。。。
“据我们所知，， ，，， Silica是首个已揭晓的接纳玻璃的存储手艺，， ，，，它在所有要害存储指标上均体现精彩，， ，，，并且是首个在写入、读取息争码历程中均展现出可靠运行能力的存储手艺。。。。。。”微软研究团队在论文中写道。。。。。。
飞秒激光写入手艺能够确保数据完整性（存储数据可无误地检索），， ，，，并且接纳该手艺的存储系统可包管极高的数据耐久性（数据不会因故障而丧失）。。。。。。
在微软的新研究之前，， ，，，该手艺仅适用于纯熔融石英玻璃，， ，，，而这种玻璃的制造难度相对较高，， ，，，且泉源有限。。。。。。
微软则探索了一种能够实现更快数据写入和更可靠解码的要领。。。。。。与Project Silica之前的版内情比，， ，，，该要领使用了更自制、读写重漂后更低的硼硅酸盐玻璃。。。。。。
研究团队使用高能激光在一块三维硼硅酸盐玻璃上压印出形变。。。。。。每个形变都编码着数据，， ，，，这些数据可以通过显微镜读取。。。。。。
这种与厨房炊具和烤箱门所用质料相同的玻璃，， ，，，很常见、易获取，， ，，，因此解决了商业化的要害障碍：存储介质的本钱和可用性。。。。。。
为了编码信息，， ，，，研究团队使用激光以极强的脉冲形式发射能量极高的光束，， ，，，每次脉冲一连时间仅为几万万亿分之一秒，， ，，，精准地照射玻璃外貌的特定点，， ，，，并控制能量巨细。。。。。。
据Richard Black诠释，， ，，，每次照射都会爆发“等离子体诱导的纳米爆炸”，， ，，，使玻璃爆发形变，， ，，，从而改变光在玻璃中的撒播方法。。。。。。
研究职员使用这些细小的形变来写入数据，， ，，，然后使用显微镜读取数据，， ，，，显微镜能够捕获到光在穿过每个点时行为的转变。。。。。。
新手艺刷新显著，， ，，，能够在一块12厘米见方、仅2毫米厚的玻璃中存储301层数据，， ，，，实现了1.59Gbit/mm?的数据密度，， ，，，存储容量达4.8TB。。。。。。
所展示的写入计划实现了每束激光25.6Mbit/s的写入吞吐量（受限于激光重复频率），， ，，，能量效率为每比特10.1nJ。。。。。。
以前玻璃读取器需要3或4个摄像头，， ，，，而现在只需要1个摄像头，， ，，，从而降低本钱并缩小尺寸。。。。。。
别的，， ，，，写入装备所需的部件更少，， ，，，使其更易于制造和校准，， ，，，并能更快地编码数据。。。。。。
▲用于从玻璃中读取数据的研究级读取器
三、两种新型玻璃数据写入方法，， ，，，实现数据存储凌驾10000年
微软研究团队展示了两种基于双折射体素和相位体素的新型玻璃数据写入计划。。。。。。这两种计划均能最大限度地使用激光，， ，，，最大限度地镌汰写入每个体素所需的脉冲数，， ，，，从而实现高写入吞吐量、高能效和高密度。。。。。。
全自动化的写入硬件、读取硬件息争码流程使其能够在数十亿个体素的规模下验证要害效果的稳健性。。。。。。
该团队通过使用FEC完全恢复用户数据证实晰Silica是一种可行的存储系统，， ，，，并通过加速老化实验批注，， ，，，数据在室温下可生涯凌驾10000年。。。。。。
▲特写镜头展示了写入器在激光脉冲上举行高速多光束数据编码
1、双折射体素写入希望
关于之前在熔融石英玻璃中使用双折射（即偏振）体素的数据存储方法，， ，，，微软团队开发了一种手艺，， ，，，将形成体素所需的脉冲数从多个镌汰到仅2个，， ，，，要害在于证实晰第一个脉冲偏振对最终形成的体素的偏振并不主要。。。。。。
该团队进一步实现了伪单脉冲写入。。。。。。在伪单脉冲写入中，， ，，，单个脉冲在设定其偏振后可以被分成两路，， ，，，同时形成一个体素的第一个脉冲（该体素的偏振无关紧要）和另一个体素的第二个脉冲（该体素的设定偏振很主要）。。。。。。
微软团队演示了怎样使用这种伪单脉冲写入手艺，， ，，，通过光束扫描实现介质上的快速写入。。。。。。
2、相位体素，， ，，，一种新型存储要领
微软团队发明了一种新型的玻璃数据存储方法，， ，，，称为相位体素。。。。。。
在这种存储方法中，， ，，，改变的是玻璃的相位转变，， ，，，而非偏振，， ，，，并且仅需单个脉冲即可天生一个相位体素。。。。。。
其研究证实，， ，，，这种相位体素也可以在硼硅酸盐玻璃中形成，， ，，，并设计了一种从这种质料中编码的相位体素中读取相位信息的手艺。。。。。。
这项研究还证实，， ，，，使用机械学习分类模子可以有用缓解相位体素中显著更高的三维符号间滋扰。。。。。。
3、并行写入能力
通过将玻璃内部预热和后热的数学模子与多光束传输系统的发明相团结，， ，，，微软团队证实晰可在玻璃内部同时写入多个相邻的数据体素，， ，，，从而显著提高写入速率。。。。。。
其论文叙述了一种使用光发射（体素形成历程中的副产品）举行静态校准和动态控制的要领，， ，，，以周全支持自动写入操作。。。。。。
4、优化和寿命测试
微软研究团队开发了一种使用机械学习优化符号编码的新要领，， ，，，以及一种更好地明确在评估新型数字存储系统时过失率、过失保� ；；；；ず凸Щ指粗淙ê夤叵档囊�。。。。。。
别的，， ，，，该团队还建设了一种新的非破损性光学要领。。。。。。为了识别玻璃内部数据存储体素的老化情形，， ，，，他们接纳了这种要领以及标准的加速老化手艺，， ，，，以支持生涯长达10000年的数据。。。。。。
其研究扩展了行业标准的格雷码，， ，，，使其适用于非2的幂次方数目的符号。。。。。。
结语：光存储要领有望延伸数据存储限期
光存储要领，， ，，，特殊是激光写入玻璃等结实介质的手艺，， ，，，已成为极具远景的替换计划，， ，，，有望延伸数据生涯限期。。。。。。
微软研究院的新研究先容了一种基于飞秒激光直接写入玻璃的光归档存储手艺，， ，，，能够知足归档存储的现实需求。。。。。。其效果批注，， ，，，Silica有望成为数字时代的归档存储解决计划。。。。。。
未来，， ，，，随着读写解码硬件、机械学习模子以及要害组件的商品化历程一直推进，， ，，，Silica可从中受益。。。。。。底层手艺尤其是飞秒激光器的前进，， ，，，将推动该手艺的进一步生长。。。。。。
泉源：Nature，， ，，，微软博客龙域网络科技有限公