As palavras mais populares de 2023 foram lançadas recentemente, com AI Large Language Model (LLM) inquestionavelmente no topo da lista. Como favorito, o ChatGPT também emergiu como uma das palavras-chave internacionais do ano. Estas inovações disruptivas em IA devem muito ao big data, que tem desempenhado um papel fundamental. No entanto, a IA apresentou simultaneamente novas oportunidades e desafios ao desenvolvimento de big data.



O armazenamento de dados de alta capacidade é indispensável na economia digital atual. No entanto, os principais dispositivos de armazenamento, como unidades de disco rígido e dispositivos flash semicondutores, enfrentam limitações em termos de relação custo-benefício, durabilidade e longevidade.

O armazenamento óptico de dados oferece uma solução verde promissora para armazenamento de dados econômico e de longo prazo. No entanto, o armazenamento óptico de dados encontra uma limitação fundamental no espaçamento de características adjacentes gravadas, devido ao limite de difração óptica. Esta restrição física não apenas impede o desenvolvimento de máquinas de escrita direta a laser, mas também afeta a microscopia óptica e a tecnologia de armazenamento.

Romper a barreira limitada pela difração é o principal desafio no campo da física, de acordo com os 125 problemas científicos de ponta divulgados pela Science em 2021. Também está entre os sete avanços tecnológicos previstos pela Natureza para 2024 e além.

Uma equipe multidisciplinar liderada pelo professor Min Gu da Universidade de Ciência e Tecnologia de Xangai (USST) e do Instituto de Óptica e Mecânica Fina de Xangai (SIOM), da Academia Chinesa de Ciências, superou com sucesso esse desafio.

Eles publicaram recentemente sua mais recente pesquisa, intitulada "Uma memória de disco óptico em nanoescala 3D com capacidade de petabit", na Nature .

Pela primeira vez, os pesquisadores demonstraram que a capacidade de armazenamento óptico de dados pode atingir o nível de petabit (Pb), estendendo a arquitetura de gravação planar para três dimensões com centenas de camadas, quebrando assim a barreira do limite de difração óptica dos pontos gravados.

A capacidade de armazenamento na área de um disco do tamanho de DVD pode atingir o nível de Pb, equivalente a pelo menos 10.000 discos Blu-ray ou 100 discos rígidos de alta capacidade.

A tecnologia inovadora de memória de disco óptico tridimensional em nanoescala com capacidade de petabit é revolucionária. O conjunto de dados por trás do GPT, que inclui 5,8 bilhões de páginas da web indexadas e ocupa cerca de 56 PB de texto, normalmente exigiria uma área de recreação com discos rígidos para armazenamento.

No entanto, a memória do disco óptico tridimensional em nanoescala pode reduzir esse espaço ao tamanho de um computador desktop, reduzindo significativamente os custos. Além disso, o consumo de energia da memória de disco óptico em nanoescala é várias ordens de grandeza menor do que os métodos tradicionais, e sua vida útil pode chegar a 50-100 anos.

Em 2013, o professor Min Gu e sua equipe de pesquisa alcançaram a tecnologia de escrita direta a laser de 9 nanômetros baseada na escrita de feixe duplo. O cientista alemão Professor Stefan W. Hell ganhou o Prêmio Nobel de Química de 2014 pela invenção da tecnologia de imagem microscópica de super-resolução de feixe duplo.

A tecnologia de memória de disco óptico tridimensional em nanoescala publicada na Nature quebra com sucesso a barreira limitada pela difração para escrita e leitura óptica, inaugurando uma nova era para a economia digital de big data.

Mais informações: Miao Zhao et al, Uma memória de disco óptico em nanoescala 3D com capacidade de petabit, Natureza (2024). DOI:10.1038/s41586-023-06980-y
Informações do diário: Ciência , Natureza

Fornecido pela Universidade de Xangai para Ciência e Tecnologia