Инженеры разработали инновационный метод кодирования данных в алмазах, обеспечивающий большую плотность записи по сравнению с существующими технологиями. Алмазы способны сохранять информацию при комнатной температуре на протяжении миллионов лет.
Носители информации, такие как жесткие HDD и SSD-диски, флеш-накопители и оптические диски не вечны. Со временем данные, хранящиеся на них, могут быть утеряны из-за износа носителя, накопления ошибок или неисправности оборудования. Например, CD, DVD и Blu-ray-повреждения, такие как царапины и воздействие влаги, могут привести к тому, что диски станут нечитаемыми. Что касается флеш-накопителей и жестких дисков, то потеря данных может быть вызвана механическими неисправностями, электронными сбоями или частой перезаписью.
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.
Ученые непрерывно работают над созданием надежных способов хранения информации, поскольку человечеству необходимо обеспечить ее сохранность. В качестве перспективного решения рассматриваются кристаллические носители, которые потенциально могут сохранять данные в течение многих тысяч лет.
Уже доказано, что алмазы можно использовать для записи данных. Такой подход позволяет хранить информацию гораздо дольше, чем на жестких дисках или на бумажных носителях. Ранее ученым не удавалось достичь высокой плотности записи на этот 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.
Используемый метод предполагает применение лазера для удаления отдельных атомов углерода с поверхности алмаза, что приводит к формированию микроскопических полостей. Освещение этих полостей другим лазером вызывает появление строго заданного уровня яркости, который может быть зафиксирован.
Регулируя мощность лазерного луча, ученые способны изменять яркость определенных областей алмаза, удаляя различное количество атомов. Яркость каждого участка фиксируется считывающим лазером, и на основе этих данных исследователи расшифровывают информацию.
В ходе серии экспериментов ученые смогли зафиксировать изображения на крошечной алмазной пластине. Точность процесса записи и последующего считывания данных составила 99 процентов. Информация была записана с плотностью 14,8 терабита на кубический сантиметр. Быстрая запись обеспечивает фемтосекундный лазер, а стабильность кристаллов алмаза позволяет предположить, что данные будут сохранены в этом носителе миллионы лет.
Несмотря на высокую стоимость лазера, необходимого для создания полостей, исследователи не рассматривают свой метод как экономически эффективный на текущем этапе развития. Однако они считают, что технология может быть востребована в областях, где критически важна надежность хранения данных.