|  | 11 февраля 2014 | Информационные технологии

Новая технология оптической записи обеспечит срок хранения информации, сопоставимый со временем существования Вселенной

Новые принципы оптической записи


Срок хранения информации, записанной на наилучшие образцы современных CD- и DVD-дисков, составляет максимум несколько десятилетий, после этого срока материал диска неизбежно начинает распадаться, что приводит к искажению и утрате информации. Исследователи из разных уголков земного шара постоянно работают над поиском технологий, способных продлить сроки хранения информации, но максимальный срок, которого удалось добиться до последнего времени, составляет около 100 лет. И недавно одной группе исследователей удалось разработать и продемонстрировать еще одну новую технологию оптической записи информации, которая может обеспечить сохранность данных при комнатной температуре в течение 3х10^20 лет, срока, сопоставимого со временем существования Вселенной.

"После изобретения и начала распространения Интернета каждый год количество информации, которой оперируют люди, неуклонно возрастает" - пишут Джингю Занг (Jingyu Zhang), Мартинас Бярясна (Martynas Beresna), и Питер Г. Кэзэнский (Peter G. Kazansky), исследователи из университета Саутгемптона в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, - "Не все эти данные, но их значительная часть, которая включает правительственные базы данных, базы данных научных исследований и военные данные требуют технологий длительного надежного хранения. На рынке уже присутствуют некоторые такие технологии, к примеру, диски M-disc, а новые диски, разработанные компанией Hitachi, могут обеспечить сохранность данных в течение миллиона лет. Мы надеемся нашей разработкой поставить окончательную точку, которая имеет шанс стать единым стандартом для длительного архивирования важных данных".

Ученые объясняют, что существует обратная пропорция между сроком сохранности информации и плотностью записи информации. Первые сообщения, содержащие очень мало информации, вырубленные на камне доисторическими людьми, сохранились практически неизменными до настоящего времени, но огромные массивы информации, записанные учеными IBM в отдельные атомы, хранятся всего 10 пикосекунд при комнатной температуре.

Новая система оптической записи обеспечивает одновременно высокое значение плотности записи информации и длительный срок ее сохранности. Для записи информации используются фемтосекундные (10^-15 сек) импульсы лазерного света, сфокусированные в объеме кварцевого носителя. Эти импульсы создают "наногравировку" - крошечные точки в кварце, каждая из которых заключает в себе по три бита информации. Такое стало возможным благодаря трехуровневому кодированию информации, которая включает в себя интенсивность и поляризацию света в трех кварцевых слоях. При помощи такой технологии кварцевый диск стандартного размера сможет вместить сотни терабайт информации, что эквивалентно DVD-диску, имеющему тысячу информационных слоев.

Время хранения информации


Для того, чтобы проверить длительность хранения, исследователи подвергли кварцевый носитель воздействию процесса ускоренного старения при высокой температуре. Было замечено, что основным механизмом, определяющим уровень порчи информации, является искажение нанопромежутков, разделяющих точки, хранящие информацию. Деформация нанопромежутков приводит к слиянию соседних наноточек и записанной в них информации, что делает невозможным процесс считывания.

Используя собранные экспериментальные данные, исследователи вычислили, что время распада нанопромежутков и, следовательно, время достоверного хранения данных при комнатной температуре составляет 3х10^20 лет. И, даже при повышенной температуре в 189 градусов по шкале Цельсия экстраполируемое время деформации промежутков равно приблизительно 13.8 миллиарда лет, что сопоставимо со временем существования Вселенной.

Следует отметить, что данный метод является не единственным подобным методом, обещающим практически неограниченный срок хранения. Но все ранее разработанные методы демонстрируют крайне низкую скорость записи информации, что делает их нежизнеспособными с точки зрения применения в реальном мире. Разрабатывая новую технологию, исследователям при помощи некоторых уловок удалось увеличить скорость записи на два порядка, а самой главной такой уловкой стала новая технология электрического управления поляризацией лазерного света, позволившая избавиться от самого "слабого звена", от вращающихся поляризационных пластин.

В ближайшем будущем исследователи собираются произвести дальнейшие усовершенствования разработанной ими системы. В первую очередь будет увеличено число дискрет поляризации и интенсивности света, что позволит увеличить количество бит данных, хранимых в одной точке кварцевого носителя. Также исследователи при помощи увеличения мощности лазера и ряда других дополнительных мер планируют увеличить скорость записи информации, которая составляет сейчас всего 6 килобайт в секунду и будет составлять в будущем около 120 мбит/сек.




Ключевые слова:
Хранение, Информация, Данные, Оптическая, Запись, Время, Надежность, Кварц, Интенсивность, Поляризация, Лазер, Свет

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан новый тип памяти, способной обеспечить сохранность данных на протяже ...
  • Ученые нашли способ увеличения емкости оптических дисков в миллион раз
  • Технология Eternal 5D позволит записать на один носитель всю историю челове ...
  • Оптические диски, хранящие информацию в пяти измерениях, обеспечат сохранно ...
  • Компания Hitachi представляет технологию "вечного" хранения данных.




  • 11 февраля 2014 11:58
    #1 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 506
    Нет никакого смысла ставить такую задачу как миллионы лет хранения данных на одном носителе.
    Если цивилизация будет жить и развиваться, она сама позаботится о сохранности ценных для нее данных и вовремя размножит и перепишет их на любых, куда более удобных но короткоживущих носителях. Если носитель живет хотя бы лет 20-30, то уже более актуальна скорость его работы и удобство хранения, нежели продление максимального срока службы.
    Если же рассматривать случай, когда данные должны быть сохранены даже не смотря на гибель создавший их цивилизации, то прежде всего следовало бы позаботиться о том, как передать будущему читателю технологию их прочтения. Что толку от каких-то кварцевых кристаллов, если никто даже не будет знать что в них что-то записано и как извлечь из них эту информацию? Может быть, любой пляж с песком это библиотека давно погибшей цивилизации, но мы никогда не узнаем, что за данные сохранены в миллионах песчинок...
        
    11 февраля 2014 14:01
    #2 Написал: smerch

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Rsa, направление мысли верно, а выводы нет. Подобные исследования в будущем помогут нам выявить и прочитать послания других цивилизаций.
    И то, что на пляже с песком ничего подобного не было найдено ранее, не означает что не будет найдено в будущем.
        
    11 февраля 2014 21:42
    #3 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Какие нибудь предки тоже могли нам оставить информацию, но вдруг разумные будут с другой планеты, т.к. текущая уже станет нежизнеспособна, а также изменения рельефа, получается нет смысла хранить на планетах, да и солнц много, вот и болтаются капсулы вокруг черных дыр в центрах галактик и мы их 1000 лет еще не увидим, зато порядок, послание оставлено, кому надо тот прочтет lol
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.