Недавно был опубликован список самых популярных слов 2023 года, и модель большого языкового искусственного интеллекта (LLM) безусловно возглавила этот список. ChatGPT, как лидер, также стал одним из ведущих международных модных слов года. Эти прорывные инновации в области искусственного интеллекта во многом обусловлены огромными объемами данных, которые сыграли ключевую роль. Тем не менее, искусственный интеллект одновременно представляет новые возможности и проблемы для развития больших данных.
Хранилища данных большой емкости становятся неотъемлемой частью современной цифровой экономики. Однако основные устройства хранения данных, такие как жесткие диски и полупроводниковые флеш-устройства, сталкиваются с ограничениями в экономической эффективности, надежности и долговечности. Оптические хранилища данных предлагают многообещающее, экологически чистое решение для экономичного и долгосрочного хранения данных. Однако хранение оптических данных сталкивается с фундаментальным ограничением в виде расстояния между соседними записанными объектами из-за предела оптической дифракции. Это физическое ограничение не только препятствует дальнейшему развитию технологии прямой лазерной записи, но также влияет на оптическую микроскопию и технологии хранения.
Преодоление дифракционного барьера считается одной из наиболее важных задач в области физики, в соответствии с 125 передовыми научными проблемами, опубликованными журналом Science в 2021 году. Это также включено в список семи технологических прорывов, предсказанных Nature на 2024 год и последующие годы.
Многонаучная группа под руководством профессора Мин Гу из Шанхайского университета науки и технологий (USST) и Шанхайского института оптики и точной механики (SIOM) Китайской академии наук успешно справилась с этой задачей. Недавно они опубликовали свои последние исследовательские результаты под названием "3D-наноразмерная оптическая память петабитной емкости" в журнале Nature.
Впервые исследователи продемонстрировали, что емкость оптического хранилища данных может достигать уровня петабит за счет расширения архитектуры планарной записи до трех измерений с сотнями слоев, преодолевая таким образом ограничение оптической дифракции записываемых пятен. Емкость хранилища на диске формата DVD может достигать уровня петабит, что эквивалентно как минимум 10 000 дискам Blu-ray или 100 жестким дискам большой емкости. Авторами статьи являются профессор Мин Гу, директор Института фотонных чипов, профессор Цзин Вэнь из USST и профессор Хао Жуань из SIOM. Доктор Мяо Чжао, научный сотрудник SIOM, и профессор Цзин Вэнь из USST являются соавторами.
Инновационная технология трехмерной наноразмерной оптической дисковой памяти петабитной емкости является настоящим прорывом. Набор данных, лежащий в основе GPT и включающий 5,8 миллиарда проиндексированных веб-страниц и занимающий около 56 Пб текста, обычно требует для хранения большого пространства на жестких дисках. Однако трехмерная наноразмерная память оптического диска может значительно уменьшить этот объем до размеров настольного компьютера, что существенно снизит затраты. При этом энергопотребление наноразмерной оптической дисковой памяти на порядки ниже, чем у традиционных методов, а срок ее службы может достигать 50-100 лет.
В 2013 году профессор Мин Гу и его исследовательская группа разработали 9-нанометровую технологию прямой лазерной записи, основанную на двухлучевой записи. Немецкий ученый профессор Стефан В. Хелл был удостоен Нобелевской премии по химии 2014 года за изобретение технологии двухлучевой микроскопической визуализации сверхвысокого разрешения. Трехмерная наноразмерная технология оптической дисковой памяти, опубликованная в журнале Nature, успешно преодолевает дифракционный барьер для оптической записи и чтения, открывая новую эру цифровой экономики больших данных.
