鎢晶片:把數(shù)據(jù)存儲十億年!
【中鎢在線新聞網(wǎng)-鎢新聞】
從巖石上的雕刻,到現(xiàn)在的磁介質(zhì)數(shù)據(jù)存儲,數(shù)千年來,人類一直在用各種手段保存信息。盡管在過去幾十年里,人類存儲的數(shù)據(jù)量出現(xiàn)了極大增長,但要將數(shù)據(jù)保存一段較長的時間還是十分困難。成功保存信息的關(guān)鍵是保證信息不丟失,但如果我們想使信息保存的時間超過人類本身,那就得有不同于日常存儲所用的介質(zhì)。
來自荷蘭屯特大學(xué)納米技術(shù)研究所的研究者耶羅恩·德·弗瑞斯(Jeroen de Vries)指出,在極端長的時間內(nèi)進行數(shù)據(jù)存儲是有可能的。
目前廣泛應(yīng)用的硬盤驅(qū)動器可以存儲大量的數(shù)據(jù),但只能在室溫下使用大約10年的時間。這是因為硬盤的磁能勢壘較低,因此在一段時間后,其上面儲存的信息就會逐漸丟失。CD和DVD光盤、紙張、磁帶、陶瓷、泥版和石頭等介質(zhì)的壽命也是有限的。如果要使信息保留更長的時間,我們就需要尋找新的介質(zhì)。
超過10億年的檔案存儲
關(guān)于為什么要存儲這么長時間的信息,我們可以設(shè)想很多場景。耶羅恩·德·弗瑞斯說:“一個場景是:一場災(zāi)難摧毀了地球,人類社會需要重建;另一個場景是,我們要為未來的智慧生命——無論是地球上的人類后代還是來自外星球——留下某種遺產(chǎn)。在這種情況下,你就會考慮將信息檔案存儲上百萬年,甚至是十億年。”
光學(xué)信息載體
耶羅恩·德·弗瑞斯開發(fā)了一種光學(xué)信息載體,每一個字節(jié)都是利用蝕刻技術(shù)進行書寫,載體上的信息能存儲極長的時間。這是一種由鎢制成的晶片,用氮化硅封裝起來。
之所以選擇鎢,是因為該元素能夠經(jīng)受極端的溫度。
蝕刻到鎢的表面的信息形式被稱為QR碼,其上面用氮化物保護起來。在大的QR碼中,每個像素點都包含著較小的QR碼,晶片正是以此來儲存不同的信息。
德·弗瑞斯說:“原則上,我們可以在光盤上儲存任何值得保存的東西,例如蒙娜麗莎的數(shù)字圖像等。在這項研究中,我們測試的是我的一份論文數(shù)字拷貝——介紹這種介質(zhì)的那一章。”
高溫老化實驗
為了保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性,需要在信息與外界之間設(shè)置一道能量勢壘,而為了證明這些數(shù)據(jù)能在數(shù)百萬年之后依舊能夠讀取,研究人員進行了一次老化測試,以了解能量勢壘是否足夠保證數(shù)據(jù)不會丟失。
德·弗瑞斯說:“根據(jù)阿累尼烏斯模型,存儲介質(zhì)如果能在473開爾文(200攝氏度)的烤箱中放置1個小時的話,那它就能在至少一百萬年后還能繼續(xù)工作。”
測試完成之后,研究人員發(fā)現(xiàn)鎢晶片并沒有出現(xiàn)明顯的老化,而且還能容易地讀取信息。當(dāng)溫度繼續(xù)升高的時候,事情變得復(fù)雜起來。在713開爾文(440攝氏度)時,破解QR碼變得十分困難,盡管鎢并沒有受到影響。
德·弗瑞斯說:“接下來的研究將了解這種數(shù)據(jù)載體能否經(jīng)受住更高溫度的考驗,例如一場家庭大火。不過,如果我們可以找到一個非常穩(wěn)定的地方,例如核儲存設(shè)施,那這種晶片及其上面的數(shù)據(jù)或許就可以保存數(shù)百萬年的時間。”
——《三體3》的文明博物館有救啦!
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