上海理工大学顾敏院士团队《自然》发文 或将开启绿色海量光子存储新纪元
中新网上海2月22日电 (记者 许婧)北京时间22日凌晨,上海理工大学光子芯片研究院院长、张江实验室光计算所所长顾敏院士团队的最新科研成果在《自然》(Nature)正刊上发布。团队所提出的纳米光子存储技术,在光存储领域成功突破了光学衍射极限这一物理学难题,有助于我国在存储领域实现突破,也将在航空航天、生物医学、卫星通信等领域大显身手。
近日,顾敏领导上海理工大学和中国科学院上海光学精密机械研究所的团队人员利用光存储技术,提出了绿色、长寿命、大数据存储解决方案,研究成果以“Pb容量三维纳米光子存储”为题,发表在《自然》正刊上。
随着电子产品的普及,人们对数据存储的需求越来越高。根据数据存储专业机构出具的白皮书显示,到2025年全球数据总量将由2018年的33 ZB增加到175 ZB(ZB即“泽字节”,1 ZB等于10亿TB,即太字节),如果用时下比较主流的1TB容量的移动硬盘装这些数据,则至少需要使用1750亿个。这样不仅成本高昂,而且数据存储的寿命短。因此无论是个人日常所需,还是工农业生产,开发能够容纳海量数据且绿色安全的存储技术早已迫在眉睫。
科研人员利用双光束技术突破光学衍射极限的限制,首次证实可以在三维空间实现多至百层的、超分辨尺寸下的信息点的写入和读出,单张盘容量可以高达Pb级,相当于至少一万张蓝光光盘的容量。也就是说,在这项技术的推动下,存下全球一年数据所需的Pb级光盘的数量相较于硬盘可以减少两个数量级,达到“以一抵百”的效果。
顾敏介绍,该Pb级海量三维纳米光子存储技术是划时代的技术。以深度学习模型GPT为例,其背后的数据集,如总索引网页数量多达58亿,整个互联网的文本大小约为56Pb,如果还是用1TB容量的移动硬盘去存储这些数据,平铺开来相当于一个标准田径场的面积。而此次科研团队开发的三维纳米光子存储可以将存储空间节省至一台电脑大小,极大地降低了经济成本。
此外,为了维持数据库严苛的运行环境(如恒温恒湿、防磁防尘)需要产生巨大的能耗,以2022年为例,我国数据中心总耗电量约2700亿千瓦时,超过2座三峡水电站的年发电量。尤其令人头疼的是,每隔3到10年还需要定期进行数据迁移,这样就存在数据被篡改或丢失的风险,且存储寿命短。此次科研团队开发的光子存储技术可以把耗能降低几个数量级,寿命可达50到100年。
这一颠覆性成果的提出源于团队突破了光学衍射极限的限制——像激光直写机、光学显微技术、光存储技术,无一不被光学衍射极限所限制。“2021年《科学》发布的全世界最前沿的125个科学问题中,光学衍射极限高居物理领域首位,同时也是2024年《自然》最新发布的将在未来一年关注的7个技术领域之一。可以说,我们团队攀上了这一领域的‘珠穆朗玛峰’。”顾敏说。
早在2013年,顾敏就带领团队开始了创新探索。在激光直写领域,他带领科研团队利用双光束的原理实现了9纳米激光直写技术。
上海理工大学光子芯片研究院院长、张江实验室光计算所所长顾敏,上海理工大学文静教授,中国科学院上海光学精密机械研究所阮昊研究员为通讯作者。中国科学院上海光机所赵苗博士后和文静教授为该成果并列第一作者。(完)
相关推荐
黑龙江饶河再现野生东北虎足迹
四川内江市市中区发生3.2级地震 震源深度10千米
海南将迎来春节前出岛车客高峰 各港口出岛秩序总体平稳
(新春走基层)“喜迎全运会 瑞蛇贺新春”新春庙会在广州举行
羊角把、牛角、十字扣,春运涨知识→小设计大用途
岁暮冰嬉 寒尽春生 这些“速度与激情”谁看了不想玩一把?
“家门口能挣钱,好日子有盼头”(新春走基层)
国家中医药局:九成以上三级妇幼保健院设置中医类临床科室
湖南零陵腊肉飘香年味浓 供销两旺助增收
春节临近 你的家乡举办哪些活动?一起来寻找年味儿→
新春走基层丨让每一盏车灯都安然明亮 他们是“魔鬼风口”的风雪护路人
中国将386.7万家固定污染源纳入排污许可管理
- 最近发表
-
- 随机阅读
-
- 最新动态:俄继续向美通报导弹发射情况 英德等援助的坦克运抵乌克兰
- 叙利亚外长时隔十余年后首访埃及
- (第六届进博会)美国农业部官员:没有贸易就没有可持续的粮食安全
- 今年中国快递业务量已达600亿件 比2019年提前172天
- 老板“分身”直播 京东豪赌数字人带货
- 前三季度青海冬虫夏草出口量同比增长76.3%
- 为什么建议在休息日保持工作日作息?
- 杭州亚运会火炬传递首日 《人间西湖》精彩上演
- 赣鄱青年记:“90后”社工蜕变记
- 北京国际儿童电影展金花奖最佳长片《海洋传奇》上映
- 吉林法院切实解决执行难 去年执行到位逾238亿元
- 春运以来中国铁路累计发送旅客超3亿人次
- 《现代汉语词典》(第七版)汉藏对照全文版完成翻译审定
- 埃及游船沉没事故已找到33名幸存者 仍有7人失踪
- 新漫评:它的手伸向哪里,动荡就出现在哪里
- 青春闪亮达沃斯
- 北江清远船闸年过货量突破5000万吨 “黄金水道”效能进一步释放
- 世卫组织回应防辐射药物清单更新:与国际政局变化无关
- 上春山下江南 清明长三角民众“百变”踏青
- 巴黎市中心一建筑发生爆炸并起火 已致37人受伤
- 热门推荐
-
- 巴西宣布重返南美洲国家联盟 阿根廷正式提请重新加入
- (经济观察)从东博会看中国与东盟开放合作
- 青海湖推动三个观测站科研合作 为国家公园创建注入动力
- 无人机巡线、“千里眼”追雨……汛期高铁安全这样保障
- “数字化+沉浸式”体验唤醒山东“橱窗中的文物”
- “小包裹”折射“大经济”,再创新高!为繁荣活跃的中国经济写下生动注脚
- “最美职校生”:我的第二次启程
- 2024年工业对湖南经济增长的贡献率达到41%左右
- 电影《失孤》原型郭刚堂之子被拐案一审宣判 二被告获死缓、无期徒刑
- 湖南株洲全面推进“一降一升”行动 力促企业降成本升利润
- (新春走基层)福建漳州海警游园庆新春
- 河南宋国故城“城摞城”为寻宋探商再添新证
- 全球首个迪士尼“疯狂动物城”主题园区开幕 与电影元素巧妙融合
- 日本能登地区地震死亡人数升至213人
- 甘肃山丹通报大佛寺大佛殿火灾情况:大佛寺遗址未受影响
- 常书鸿之子向浙大捐赠常书鸿夫妇相关物品和敦煌研究资料
- (经济观察)中国经济三季报的两个“超预期”
- 中老铁路国际旅客列车开行累计突破1000列次
- 服务精耕细作,勾勒好用户体验的原点
- 消费品以旧换新再出利好 为消费者提供多平台选择