9月29日，上海理工大学智能科技学院顾敏、张启明教授团队在国际学术期刊《自然·光子学》（Nature Photonics）发表最新研究成果。团队自主研发单光束多维光存储技术，使单个三维存储点能够区分1024种状态，对应10bit信息容量，并实现高速写入和宽场并行读取。DVD尺寸介质的理论存储容量可达约0.4Pb，数据读取可靠性超过99.99%。
“传统的二进制存储，一个记录单元通常只有‘0’和‘1’两种状态，而我们的技术让一个记录单元拥有1024种可区分状态。”张启明教授解释，“过去需要多个记录单元共同承载的信息，现在可以通过提高单个记录点的信息容量来完成。这样，光存储提升容量就不再只能依靠不断缩小记录点或增加存储层数，还可以通过让‘一个点存更多信息’开辟新的空间。”
实现Pb级超高密度光存储，传统超分辨技术路线往往需要双束光协同完成写入和读取，由此带来精密配准、稳定控制等系统难题。而该团队以单束单色光分别完成写入和读取，则绕开难题，打破了高容量光存储对双光束读写架构的依赖。在此基础上，高速扫描写入与宽场并行读取进一步提升了数据通量，为Pb级乃至更大容量光存储的高速化、集成化和规模化应用打开了新的技术空间。
原位光碳化聚合物点的三维高清单光束光存储技术图示
该团队将灰度引入新的信息维度，使单个记录点能够承载10bit信息，容量提升不再局限于XY平面上0/1二进制记录点的高密度排列，而是从“增加记录点数量”拓展到“提升每个记录点的信息量”。Pb级乃至更高容量，正是这种多维信息承载能力进一步扩展的结果。据介绍，在现有0.4 Pb基础上，若进一步将层间距由5μm压缩至1μm，并将灰阶编码拓展至万级，理论容量有望提升至约20Pb。结合单光束读写和高速并行访问，该技术也为海量冷数据的高容量、高通量存储提供了新的技术路径。
顾敏教授强调，面向未来海量数据存储，Pb容量并不是唯一衡量指标。真正走向应用，不仅要能够承载更多信息，还要兼顾读写速度、系统复杂度和设备集成能力。“此次研究从信息维度和读写架构两个方面拓展了光存储的发展路径，为Pb级乃至更高容量光存储进一步走向工程化和产业化创造了条件。”
来源：人民日报
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