記者黃海華

  當下，我們正處於大數據爆炸時代，各種數據呈指數級增長。如何存儲海量數據？

  近日，中國科學院上海光學精密機械研究所（以下簡稱“上海光機所”）與上海理工大學等合作，在國際上首次實現一張光碟達1.6Pb的超分辨三維資料存儲，是普通藍光光碟容量的1萬倍。這對於我國在資訊存儲領域突破關鍵核心技術、實現數字經濟的可持續發展具有重大意義。2月22日淩晨，相關研究成果發表在國際學術期刊《自然》上。

  光存儲具有綠色節能、長期保存的特性，特別適合存儲訪問頻率低的冷數據，但光學繞射極限是該科技一直難以突破的瓶頸。繞射極限導致光碟上的資訊點之間的距離（道間距）無法進一步縮小，從而使得單盤容量難以突破500GB。在2021年國際學術期刊《科學》發佈的全世界最前沿的125個科學問題中，繞射極限被列為物理學首要難題。

  “這件事實在是太難了！很多課題組都不願意碰。也正是因為太難，早期有家合作的公司也撤資了，研究差點難以為繼。”論文通訊作者之一、上海光機所研究員阮昊告訴記者，幸虧這一前瞻性研究在論文的另一比特通訊作者，中國工程院外籍院士、上海理工大學光子晶片研究院院長顧敏的大力推動下，得到了上海市科委和國家重點研發計畫等的支持。

  論文第一作者之一、上海光機所博士後趙苗坦言，當連續做了三四年都沒有什麼眉目時，他曾氣餒過，所幸導師阮昊一直鼓勵，此外還得到了上海理工大學教授文靜（論文並列第一作者及通訊作者之一）、中國科學院化學研究所研究員鐘羽武、華中科技大學教授甘棕松等多位老師的傾囊相授，也親身體驗到各個科研團隊之間毫無保留的合作與共亯。

  上海光機所既研究光讀寫科技，也研究存儲資料，這在國內比較少見，是我國最重要的資訊存儲資料與科技研究基地之一。研究團隊利用國際首創的雙光束調控聚集誘導發光超分辨光存儲科技，找到了一種發光存儲新材料，從而在資訊寫入和讀出上均突破了繞射極限的限制。

  七年磨一劍。如今，研究團隊實現了資訊點尺寸為54納米、道間距為70納米的超分辨資料存儲，並完成了多達100層的刻寫記錄，單個光碟等效容量約1.6Pb。經老化加速測試，光碟介質壽命大於40年，加速重複讀取後螢光對比度仍高達20.5:1。

  這樣的“超級光碟”長什麼樣？僅僅20克，看上去透明輕薄。

  這是國際上首次實現Pb量級的超大容量光存儲，研究成果得到了論文審稿人的高度評價：“與現有其他科技相比，該科技在效能方面提供了最高的光存儲面密度”“研究成果可能會帶來數據中心檔案資料存儲的突破，解决大容量和節能的存儲技術難題”。

  採訪時，阮昊津津樂道一個故事：諾獎得主赫爾教授，後來與德國著名光學公司萊卡成立了合資公司，推動了超分辨光學顯微鏡的產業化，最貴的設備能賣到300萬歐元，在商業上取得了極大的成功。

  一張實現了超分辨三維資料存儲的光碟，相當於一萬張普通藍光光碟，這意味著成本可以大大降低；即使刻寫了100層，訊號也幾乎沒有衰减，原始誤碼率僅為0.33%，這意味著具有實用化的潜力；未來加保護層後，如今預計超過40年的光碟介質，壽命還將延長。儘管光碟存儲市場沉寂多年，但此次被論文審稿人譽為“突破性創新”的研究進展，是否也能複製赫爾的商業傳奇？

  據悉，上海光機所已經申請了科技專利，研究團隊正在考慮推進產業化，對於科技或創投公司的合作都表示歡迎。