海量数据如何存储？我国科学家实现光存储Pb量级首次突破
在数据爆炸的数字时代，你是否想过，每天产生的海量信息究竟该存于何处？今天，中国科研团队交出了一份惊艳答卷，引领存储技术迈向新纪元。
据IDC预测，2018至2025年，全球数据量将从33ZB猛增至175ZB，其中中国数据量从7.6ZB跃至48.6ZB，位居世界第一。随着通用人工智能（AGI）的崛起，算力、存力与运力构成的数据基础设施，已成为数字经济的核心支柱。
近期，中国科学院上海光学精密机械研究所与上海理工大学等单位合作，在超大容量超分辨三维光存储领域取得里程碑式进展。这项突破不仅攻克了信息存储的关键核心技术，更为我国数字经济的可持续发展注入强心剂。2月22日，相关成果登载于国际顶级期刊《自然》，标志着全球首次实现Pb量级光存储。
仅重20克的透明轻薄光盘，来源：《自然》
小空间存更多数据
存力，作为以存储为核心的综合服务能力，是激活数据要素的关键引擎。研究团队凭借国际首创的双光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术，首次在写入与读出双环节突破衍射极限，实现点尺寸54纳米、道间距70纳米的超分辨存储，并完成100层记录，单盘等效容量达Pb量级。
该论文由上海光机所阮昊研究员、上海理工大学顾敏院士担任通讯作者，上海光机所博士后赵苗与上海理工大学文静教授为并列第一作者。项目获上海市科委及国家重点研发计划支持。
阮昊指出，光存储具备绿色节能、安全可靠、寿命超长（50-100年）的独特优势，特别适合海量数据的长期低成本保存。衍射极限一直制约着传统光盘容量，使其停留在百GB水平。大数据时代，突破这一物理极限、提升存储密度，是领域内长期追求的目标。
自1994年德国科学家Stefan W. Hell提出受激辐射损耗显微技术并获诺贝尔奖以来，光学超分辨在显微成像等领域逐步成熟，但存储领域的写入与读出双重突破始终是难题。2021年《科学》杂志将“突破衍射极限”列为物理领域首位前沿问题，而此次研究正一举攻克此难关。
“我们实现了超分辨记录，将光存储面密度推向新高，”研究人员强调，“单盘容量达1.6Pb，相当于一万张蓝光光盘！这为大数据存储提供了绿色、长寿的解决方案，有望革新数据中心档案存储模式。”
《自然》审稿人高度赞誉：“这是一项突破性的Pb级光存储技术…在性能上实现了最高面密度…有望解决大容量与节能存储的技术瓶颈…”
前排左起：阮昊、赵苗；后排左起：胡巧、尹教成（来源：上海光机所）
赋能数据中心，高效处理“冷数据”
随着算力成为数字经济新生产力，我国正加速数据中心布局。从“新基建”到“东数西算”，一系列政策推动全国算力网络建设。近日，五部门联合印发《实施意见》，目标2025年底形成普惠易用、绿色安全的算力基础设施体系。
数据分为热、温、冷三类：热数据需实时处理（如自动驾驶），温数据居中，而冷数据占总量80%以上，访问频次低却需永久保存（如科研实验数据）。阮昊解释，此技术主要面向冷数据存储，为数据中心提供高效方案。
“固态硬盘等适用于热数据，磁硬盘处理温数据，而冷数据可交由光盘，”他补充道，“这不仅能大幅降低成本，还契合绿色节能趋势。”
Pb级光盘制备及读写示意图，来源：《自然》
团队表示，未来将加速核心技术攻关，推动超大容量光存储的集成化与产业化，并拓展至光显微成像、光显示等交叉领域，持续产出创新成果。
“产业化预计需5年左右，届时消费者将见到可用的光盘与设备，”阮昊透露，“这需要产学研携手推进。”
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