划时代！“超级光盘”在我国出身容量达PB级是通俗光盘上万倍

数据存储量达到PB量级（petabit）的“超级光盘”，在我国出身。

这一重大研究成果是中国科学院上海光学精密机器研究所(以下简称“上海光机所”)阮昊研究员团队和上海理工大学顾敏院士等科研职员共同互助，所取得的打破性进展。

其论文《A 3D nanoscale optical disk memory with petabit capacity》（《具有PB容量的3D纳米级光盘存储器》）已于2月21日揭橥于《自然》（Nature）杂志。

据悉，“超级光盘”的存储容量是普通光盘上万倍、普通硬盘上百倍，它相称于把数据中央机柜缩小到一张光盘上。
这对付我国在信息存储领域打破关键核心技能、实现数字经济的可持续发展具有重大意义。

据论文通讯作者之一、上海光机所阮昊研究员先容，存储是数字经济的基石之一，光存储技能具有绿色节能、安全可靠、寿命长的独特上风，非常适宜长期低本钱存储海量数据。
然而受到光学衍射极限的限定，传统商用光盘的最大容量仅在百GB量级。

发展可同步实现超分辨写、超分辨读、三维存储及龟龄命介质，是近10多年来光存储研究领域亟待办理的天下难题。
2012年，本论文另一位通讯作者、上海理工大学顾敏院士提出了双光束超分辨光存储事理的设想。

上海光机所阮昊研究员展示“超级光盘”

此后，经由长达7年的不懈研讨，研究团队终于取得打破。
他们利用国际创始的双光束调控聚拢勾引发光超分辨光存储技能，这种方法利用了一种叫做AIE-DDPR的新存储介质，通过在光阻薄膜中掺杂聚拢勾引发光染料制成，这使薄膜能在纳米尺度上读取和写入。
这种薄膜由接管光子的分子（光引发剂）和高度光敏的分子组成，以获取写入数据。

空缺AIE-DDPR光盘纳米级光学写入和读取事理及生产流程

利用该方法，他们在实验上首次在信息写入和读出均打破了衍射极限的限定，实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录，单盘等效容量达PB量级。
加速重复读取后荧光比拟度仍高达20.5∶1，这是国际上首次实现PB量级的超大容量光存储。
经老化加速测试，光盘介质寿命大于40年。

上海光机所干系卖力人表示，“超级光盘”的出身，完成了双光束超分辨三维光存储的事理和实验验证，未来实现家当化，还有很长的路要走。
研究团队将加快原始创新和关键技能攻关，推动超大容量光存储的集成化和家当化进程，并拓展其在光显微成像、光显示、光信息处理等领域的交叉运用。

上海光机所是我国主要的存储材料与技能研究基地。
早在20世纪80年代，上海光机所干福熹院士就首创了我国数字光盘存储技能的研究，之后上海光机所团队一贯深耕光存储领域。

从光学显微技能，到当今“卡脖子”技能的光刻机，再到光存储技能，无一不被光学衍射极限所限定。
在2021年《科学》杂志发布的全天下最前沿的125个科学问题中，光学衍射极限在物理领域高居首位。
这一技能也是《自然》杂志最新发布的2024年值得关注的七大技能之一。

“超级光盘”论文共同通讯作者、中国工程院外籍院士顾敏先容说：“Pb级海量三维纳米光子存储技能是划时期的技能。
以深度学习模型GPT为例，其全体互联网文今年夜小约为56Pb，如果用当前广泛利用的1TB容量的移动硬盘进行存储，平铺开来须要霸占一个操场的面积，而新的三维纳米光子存储可将存储空间节省至一台电脑大小，极大地降落经济本钱。
”

《自然》杂志的审稿人也对这一研究成果给予高度评价，认为“与现有其他技能比较，该技能在性能方面供应了最高的光存储面密度”，“研究成果可能会带来数据中央档案数据存储的打破，办理大容量和节能的存储技能难题”。

参考资料：

论文：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06980-y

新华网：“超级光盘”出身 我国在光存储领域获重大打破

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