Revoliucija duomenų saugojime: informacija, kuri gali išlikti šimtmečius be elektros

Šis kodas užima vos 1,98 kvadratinio mikrometro plotą. Tai reiškia, kad jis yra mažesnis už daugumą bakterijų ir toks smulkus, kad jį galima pamatyti tik elektroniniu mikroskopu.

„Gineso rekordų knyga“ neseniai patvirtino tai kaip naują pasaulio rekordą.

Šis pasiekimas yra tik 37 % ankstesnio rekordo dydžio. Tai – milžiniškas šuolis duomenų saugojimo technologijų srityje.

Ceraminės plėvelės – ilgaamžiškesnės už šiuolaikines laikmenas

Šiuolaikinės laikmenos, pavyzdžiui, kietieji diskai, dažnai sugenda vos po kelerių metų. Naujoji technologija naudoja plonas keraminių plėvelių sluoksnių struktūras, kurios užtikrina išskirtinį atsparumą. Tokios medžiagos paprastai naudojamos aukštos kokybės pjovimo įrankiams dengti.

Jos išlieka stabilios veikiant itin aukštai temperatūrai ir slėgiui. Komanda naudojo fokusuotą jonų pluoštą, kuriuo išfrezuotas QR kodas keraminėje dangoje. Kiekvienas pikselis yra maždaug 49 nanometrų pločio – tai dešimt kartų mažiau už matomos šviesos bangos ilgį.

Kodas yra visiškai nematomas žmogaus akimi.

„Sukurta struktūra tokia smulki, kad jos apskritai neįmanoma pamatyti optiniais mikroskopais“, – aiškina prof. Paulas Mayrhoferis.

Pasak jo, nors mokslininkai jau gali valdyti atskirus atomus, tokios struktūros ilgainiui dažnai pakinta, todėl jose saugoma informacija suyra.

„Tačiau tai dar ne pats įspūdingiausias dalykas. Mikrometrinio mastelio struktūros šiandien nėra nieko neįprasto – jau įmanoma gaminti raštus net iš pavienių atomų. Vis dėlto vien to nepakanka, kad kodas būtų stabilus ir įskaitomas.“

Atskiri atomai dažnai difuziškai migruoja ir užpildo tarpus, taip sugadindami duomenis. „TU Wien“ komandos nariams pavyko išspręsti šį stabilumo klausimą. „Tai, ką mes padarėme, yra iš esmės kas kita“, – teigia Mayrhoferis.

„Mes sukūrėme nepaprastai mažą, bet stabilų ir pakartotinai įskaitomą QR kodą.“ Šis stabilumas užtikrina, kad informaciją bus galima išsaugoti šimtmečiams.

Didelė talpa ir mažos energijos sąnaudos – ateities kryptis

Ceraminės duomenų saugojimo technologijos potencialas yra stulbinamas. Ant vieno A4 formato lapo teoriškai būtų galima sutalpinti daugiau kaip 2 terabaitus duomenų. Skirtingai nei dabartiniuose duomenų centruose, tokioms laikmenoms nereikia nei aušinimo, nei elektros energijos.

Tai – aplinkai draugiškas sprendimas skaitmeniniame amžiuje. Šiuo metu esame priklausomi nuo trumpaamžių elektroninių laikmenų, kurios nuolat reikalauja maitinimo. Be pastovaus aptarnavimo ir aušinimo mūsų skaitmeninė istorija rizikuoja tiesiog išnykti.

„Gyvename informacijos amžiuje, tačiau savo žinias saugome nepaprastai trumpaamžėse laikmenose“, – pabrėžia Alexanderis Kirnbaueris.

Jis tai lygina su senovės civilizacijomis, žinias įamžinusiomis akmenyje.

„Naudodami keramines saugojimo laikmenas, mes iš esmės sekame panašiu keliu kaip senosios kultūros, kurių užrašus galime perskaityti ir šiandien“, – sako Alexanderis Kirnbaueris.

Pasak jo, turime teikti pirmenybę ilgaamžiškumui, o ne trumpalaikiam patogumui. „Informaciją įrašome į stabilią, chemiškai inertinę medžiagą, kuri gali atlaikyti laiko poveikį ir likti visiškai prieinama ateities kartoms.“

Toks posūkis leistų radikaliai sumažinti pasaulines anglies dioksido emisijas, kurias generuoja duomenų centrai.

Komanda dabar siekia, kad technologija būtų spartesnė ir pigesnė.

Ilgalaikėje perspektyvoje planuojama pereiti nuo paprastų QR kodų prie sudėtingų duomenų struktūrų. Šie tyrimai atveria kelią labiau klimatui draugiškai skaitmeninei ateičiai.

Tokia sistema leistų išsaugoti mūsų istoriją neeikvojant milžiniškų energijos kiekių.

Mokslininkai jau nagrinėja ir galimas pramonines šios technologijos taikymo sritis.