«Пятимерный» компакт-диск ёмкостью 500 терабайт

Специалисты Саутгемптонского университета разработали новый метод 5D-записи данных на оптические диски из кварцевого стекла. С помощью «взрывных» микроимпульсов лазера инженерам удалось повысить плотность записи до 500 ТБ на диск, а скорость — как минимум до 225 килобайт в секунду, что приближает кварцевые накопители к практическому использованию. Об этом инженеры сообщили в журнале Optica.

Лазерные импульсы при записи диска создают в нём объёмные микрокристаллы различной формы. Длина, ширина и высота каждого микрокристалла, а также сила и поляризация импульса света, который возвращается от него при считывании, дают «пять измерений», в которых можно закодировать данные.





Эту технологию предложили японские учёные в 2010 году, и в последующие годы свои реализации «пятимерных» накопителей создавали Microsoft, Hitachi, а также Саутгемптонский университет. Но у всех этих образцов был общий недостаток — очень низкая скорость записи, которая составляла примерно 12 килобит в секунду. На запись данных объёмом с DVD (4,7 ГБ) требовалось больше месяца, что делало «пятимерные» диски неудобными в использовании.





Новый метод позволяет увеличить скорость записи в 150 раз до 225 килобайт в секунду, а при использовании лазера с частотой импульсов 40 мегагерц — до нескольких мегабайт в секунду. По мнению авторов изобретения, это позволит расширить использование 5D-накопителей. Также им удалось повысить плотность записи: на диск диаметром 127 миллиметров и толщиной четыре миллиметра (это сравнимо с размерами обычного компакт-диска) можно уместить 500 терабайт данных.

Главное достоинство оптических накопителей из кварцевого стекла — их крайне высокая надёжность. Они выдерживают температуры до тысячи градусов, и даже при 190 °C могут хранить данные в течение 14 миллиардов лет — это больше возраста Вселенной, которая появилась 13,8 миллиардов лет назад.

Сейчас кварцевые «пятимерные» диски использует фонд Arch Mission Foundation, чтобы сохранить на них достижения человеческой культуры на миллиарды лет вперёд. В 2018 году фонд разместил один из таких накопителей в автомобиле Tesla Roadster, который Илон Маск запустил в космос. Участники фонда планируют вывести по одному диску на орбиту каждой планеты и каждого крупного астероида Солнечной системы, создав таким образом космическую «резервную копию» знаний человечества.

Кварцевые «пятимерные» диски с повышенной скоростью записи могут быть полезны библиотекам, музеям, архивным службам, государственным организациям, частным компаниям и вообще всем заинтересованным в долгом и надёжном хранении важных данных. Однако записывающее устройство для 5D-накопителей может обойтись в несколько десятков тысяч долларов.