如今信息加速爆炸的時(shí)代，基于磁存儲(chǔ)的大數(shù)據(jù)中心面臨高能耗、高碳排放以及速度、安全等挑戰(zhàn)。

上海理工大學(xué)未來(lái)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)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)，實(shí)現(xiàn)低功率的光學(xué)寫入納米級(jí)信息位，不僅大大提高了信息存儲(chǔ)密度，還能夠降低能耗，延長(zhǎng)光學(xué)器件使用壽命。該技術(shù)發(fā)明于北京時(shí)間2月25日凌晨發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《科學(xué)》子刊《科學(xué)進(jìn)展》上。

記者獲悉，該研究將解決海量大數(shù)據(jù)光存儲(chǔ)技術(shù)瓶頸。光存儲(chǔ)技術(shù)是通過(guò)一束激光聚焦刻下數(shù)據(jù)，但是光存儲(chǔ)技術(shù)存在衍射極限，就是光無(wú)法做到無(wú)限聚焦。該特性限制了光存儲(chǔ)技術(shù)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)容量被限制在幾個(gè)TB。后來(lái)，德國(guó)科學(xué)家Stefan Hell通過(guò)在系統(tǒng)中引入第二束光起到“擦除”作用，提高了顯微鏡系統(tǒng)的分辨率，突破了光的衍射極限。

受上述科學(xué)家啟發(fā)，顧敏團(tuán)隊(duì)加入第二束光的方式突破了衍射極限。起到關(guān)鍵作用的是一種新的納米復(fù)合材料應(yīng)用，即熒光上轉(zhuǎn)換納米顆粒與氧化石墨烯結(jié)合。其原理是，首先由紅外激光激發(fā)熒光上轉(zhuǎn)換顆粒，通過(guò)共振能量轉(zhuǎn)移，將氧化石墨烯還原為接近石墨烯的材料。另一束紅外激光的作用下抑制能量轉(zhuǎn)移過(guò)程，相當(dāng)于一塊橡皮擦“擦除”掉周邊多余能量，從而縮小記錄點(diǎn)尺寸。

據(jù)估算，該技術(shù)方案能夠?qū)⑿畔⒂涗洺叨葟膸装偌{米縮小到100納米之內(nèi)，將使單張光盤存儲(chǔ)容量從TB級(jí)提高到PB級(jí)（1PB=1024TB）。一張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。也就是說(shuō)，一個(gè)足球場(chǎng)大小的數(shù)據(jù)中心可以用一張光盤代替實(shí)現(xiàn)海量信息“隨身帶”。而且，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(kāi)辟了新途徑。