Nhờ sử dụng các tia laser tiên tiến và khắc phục phần nào hạn chế, các nhà khoa học tại Đại học Southampton đã đạt được bước đột phá về lưu trữ dữ liệu, cung cấp mật độ và khả năng lưu trữ lâu dài khác lạ. Công nghệ này được cho là có khả năng lưu trữ 500 terabyte trên một đĩa CD duy nhất và có triển vọng lưu trữ mọi thứ từ thông tin của viện bảo tàng và thư viện đến dữ liệu trên ADN của người.

Công nghệ này được gọi là bộ lưu trữ quang học 5D, là công nghệ mà các nhà khoa học tại trường Đại học Southampton đã theo đuổi nghiên cứu trong một thời gian dài. Công nghệ được chứng minh lần đầu tiên vào năm 2013, với việc các nhà khoa học sử dụng thành công định dạng này để ghi và truy xuất một tệp văn bản 300 kb, mặc dù các nhà khoa học đặt ra mục tiêu còn cao hơn.

Dữ liệu được viết bằng tia laser femto giây, phát ra các xung ánh sáng cực ngắn nhưng mạnh, tạo ra các cấu trúc nhỏ trong thủy tinh được đo lường theo kích thước nano. Các cấu trúc này chứa thông tin về cường độ và độ phân cực của chùm tia laser, ngoài ba chiều không gian của chúng, đó là lý do tại sao các nhà khoa học gọi nó là bộ lưu trữ dữ liệu 5D.

Vào năm 2015, nhóm nghiên cứu đã đạt được bước tiến trong việc sử dụng công nghệ để lưu bản sao kỹ thuật số của các tài liệu chính như Tuyên ngôn Nhân quyền, Kinh thánh King James và Magna Carta. Trái ngược với bộ nhớ ổ cứng thông thường dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao, độ ẩm, từ trường và hỏng hóc cơ học, bộ lưu trữ dữ liệu 5D "vĩnh cửu" này hứa hẹn cho độ ổn định nhiệt khác lạ và tuổi thọ gần như không giới hạn ở nhiệt độ phòng.

Tuy nhiên, các nhà khoa học đang nỗ lực xử lý hạn chế về khả năng ghi dữ liệu ở tốc độ đủ nhanh và mật độ đủ cao cho các ứng dụng trong thế giới thực. Hiện tại, nhóm nghiên cứu tuyên bố đã làm được điều này bằng cách sử dụng hiện tượng quang học được gọi là tăng cường trường gần, cho phép tạo ra các cấu trúc nano với một số xung ánh sáng yếu hơn là ghi trực tiếp bằng tia laser femto giây. Điều này cho phép dữ liệu được ghi với tốc độ 1.000.000 voxels mỗi giây, tương đương với 230 kb dữ liệu hoặc hơn 100 trang văn bản mỗi giây.

Yuhao Lei, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Phương pháp mới cải thiện tốc độ ghi dữ liệu đến mức thực tế, vì vậy, chúng tôi có thể ghi hàng chục gigabyte dữ liệu trong thời gian hợp lý. Các cấu trúc nano chính xác giúp tăng công suất dữ liệu vì có thể ghi nhiều voxel hơn trong một đơn vị khối lượng. Ngoài ra, sử dụng ánh sáng xung làm giảm năng lượng cần thiết cho việc ghi dữ liệu”.

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh kỹ thuật này bằng cách ghi 5 GB dữ liệu văn bản lên một đĩa thủy tinh silica có kích thước bằng đĩa CD với độ chính xác khi đọc là gần 100%, mặc dù các nhà nghiên cứu cho rằng một chiếc đĩa như vậy sẽ có khả năng chứa 500 TB dữ liệu, tức là có mật độ lưu trữ gấp 10.000 lần đĩa Blu-ray. Các nhà nghiên cứu hy vọng công nghệ mới có thể được sử dụng để lưu trữ thông tin ADN của con người hoặc để lưu trữ dữ liệu lâu dài cho các cơ quan lưu trữ quốc gia, viện bảo tàng và những địa điểm tương tự. Nhưng trước tiên, nhóm nghiên cứu sẽ cần phát triển các phương pháp đọc dữ liệu với tốc độ nhanh hơn.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Optica.

N.P.D (NASATI), theo https://newatlas.com/electronics/5d-data-storage-technology-density-blu-ray/, 31/10/2021