光存儲介質(zhì)正從CD和DVD向小方玻璃片發(fā)展。

磁帶和硬盤驅(qū)動器保存著世界上大部分的檔案數(shù)據(jù)。與其他記憶和存儲技術(shù)相比，磁帶和磁盤驅(qū)動器成本更低、更可靠，且屬于非易失性存儲，這意味著它們不需要持續(xù)的電源來保存數(shù)據(jù)。幾十年來，文化機構(gòu)、金融公司、政府機構(gòu)和電影公司一直依賴這些技術(shù)，并將在今后繼續(xù)這樣做。

但是檔案管理員可能很快就會有另一種選擇，使用極快的激光將數(shù)據(jù)寫入一片2毫米厚、大約相當(dāng)于一張便利貼大小的玻璃片內(nèi)，信息基本上可以永遠保存。

2013年，英國南安普敦大學(xué)的研究人員展示了這種光學(xué)數(shù)據(jù)存儲的實驗。不久之后，這個團隊開始與微軟研究院的工程師合作進行“二氧化硅項目”（Project Silica）。2019年11月，微軟將1978年的電影《超人》寫在一小片玻璃上并成功讀取，首次完成了它的概念驗證。

通過這種方法，研究人員理論上可以在一張DVD大小的光盤內(nèi)存儲多達360太字節(jié)（TB）的數(shù)據(jù)。相比之下，松下希望有一天能在傳統(tǒng)光盤內(nèi)實現(xiàn)1TB的容量，而希捷和西部數(shù)據(jù)則計劃在2026年前生產(chǎn)50至60 TB的硬盤。

國際數(shù)據(jù)公司預(yù)計，到2025年，全球產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將從2018年的33澤字節(jié)（ZB）增加到175ZB。雖然只有一小部分數(shù)據(jù)會被存儲起來，但今天的方法可能已經(jīng)無法滿足需求?？祵幯邪l(fā)公司的首席技術(shù)專家瓦古伊?伊沙克（Waguih Ishak）說：“我們相信，人們對存儲的欲望將迫使科學(xué)家去研究其他材料。”

微軟的項目是該公司希望通過光技術(shù)提高云存儲這個廣義計劃的一部分。研究存儲方法的加州大學(xué)圣克魯茲分校計算機科學(xué)博士生詹姆斯?拜倫（James Byron）說：“我覺得他們認為這是一種與（亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）和其他云服務(wù)提供商不同的的潛在技術(shù)?！?/p>

不止微軟一家公司，希捷首席技術(shù)官約翰?莫里斯（John Morris）表示，該公司的研究人員也在研究玻璃存儲光學(xué)數(shù)據(jù)的潛力。他說：“挑戰(zhàn)在于開發(fā)達到適當(dāng)吞吐量的讀寫系統(tǒng)。”

向玻璃寫入數(shù)據(jù)需要將飛秒激光聚焦在玻璃內(nèi)的一個點上，飛秒激光脈沖速度非?？?。玻璃本身就是一種熔融石英。它和哈勃太空望遠鏡的反射鏡以及國際空間站的窗戶用的是同一種極其純凈的玻璃。

激光脈沖使玻璃在焦點處變形，形成一個叫做體元的微小三維結(jié)構(gòu)。衡量體元如何與偏振光相互作用的兩個屬性——延遲和偏振角度變化，可共同表示每個體元的若干位數(shù)據(jù)。

微軟目前可以在一片玻璃內(nèi)寫入數(shù)百層體元。玻璃寫入一次后可以讀取很多次?！斑@是玻璃內(nèi)的數(shù)據(jù)，而不是玻璃上的數(shù)據(jù)。”微軟劍橋研究院實驗室的首席研究員和實驗室副主任安特?羅斯特?。ˋnt Rowstron）說。

從玻璃讀取數(shù)據(jù)需要完全不同的設(shè)置，這是這種方法的一個潛在缺點。研究人員向特定體元發(fā)出不同的偏振光，所有光波都在同一個方向上振蕩，而不是在每個不同方向上振蕩。他們用照相機捕捉結(jié)果。然后，機器學(xué)習(xí)算法會對這些圖像進行分析并將其測量值轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)。

同為斯坦福大學(xué)電氣工程副教授的伊沙克對這種方法持樂觀態(tài)度。“我相信，在未來10年內(nèi)，我們將看到一種全新的存儲方式，它將使我們今天所采用的方式黯然失色。”他說，“我堅信，像熔融石英這樣的純凈材料肯定會發(fā)揮重要作用。”

但依然存在許多科學(xué)和工程挑戰(zhàn)。“寫入過程很難做到可靠和可重復(fù)，也很難將創(chuàng)建體元所需的時間縮減到最短?！绷_斯特隆說，“對于讀取過程來說，如何利用玻璃的最小信號讀取玻璃內(nèi)的數(shù)據(jù)一直是個挑戰(zhàn)?！?/p>

微軟團隊增添了糾錯代碼，以提高系統(tǒng)的準確性，并繼續(xù)改進其機器學(xué)習(xí)算法，以實現(xiàn)讀出過程自動化。雖然羅斯特隆拒絕分享寫入速度到底是多少，但與開始時相比，該團隊已經(jīng)提高了幾個數(shù)量級。

該團隊也在思考將數(shù)據(jù)存儲這么長時間意味著什么。羅斯特隆說：“我們正在研究和思考玻璃的‘羅塞塔石碑’（解釋古埃及象形文字的線索，譯注）是什么樣的，幫助人們在未來破譯它?！?/p>