外媒報(bào)導(dǎo)，美國(guó)芝加哥大學(xué)和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ANL)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型光學(xué)儲(chǔ)存技術(shù)，有望突破傳統(tǒng)光盤儲(chǔ)存的密度限制，達(dá)到超高密度儲(chǔ)存的目標(biāo)。

報(bào)導(dǎo)指出，在數(shù)字時(shí)代，CD和DVD等傳統(tǒng)光盤儲(chǔ)存界面逐漸被云端儲(chǔ)存所取代。然而，科學(xué)家們還是找到了讓光盤儲(chǔ)存重燃生機(jī)的方法，并大幅提升其儲(chǔ)存密度。研究人員藉由將稀土元素的原子以嵌入固體材料中的方式，并利用其與附近的量子缺陷之間的光子轉(zhuǎn)移來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，這項(xiàng)研究成果已發(fā)表在《物理評(píng)論研究》期刊。

過(guò)去，傳統(tǒng)光盤儲(chǔ)存面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)，那就是光的衍射極限。由于每個(gè)資料單位大小不能小于讀寫激光束的波長(zhǎng)，因此當(dāng)前光學(xué)儲(chǔ)存的密度存在著上限。這次研究人員提出了一種繞過(guò)這一限制的方法，就是利用波長(zhǎng)多路復(fù)用技術(shù)，將稀土發(fā)射體（如氧化鎂晶體）嵌入材料中。每個(gè)發(fā)射體使用略微不同的波長(zhǎng)，進(jìn)而可以在相同儲(chǔ)存空間內(nèi)儲(chǔ)存更多數(shù)據(jù)。

報(bào)導(dǎo)表示，研究人員首先對(duì)該技術(shù)的物理原理進(jìn)行建模和模擬，并設(shè)計(jì)了一個(gè)包含稀土原子的理論固體材料。該材料可以吸收和重新發(fā)射光子，而附近的量子缺陷則可以捕獲并存儲(chǔ)這些光子。其中，一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)是當(dāng)缺陷吸收來(lái)自附近原子的窄波長(zhǎng)能量時(shí)，其自旋狀態(tài)會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。一旦自旋狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，就幾乎不可能恢復(fù)，這意味著這些缺陷可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。

報(bào)導(dǎo)強(qiáng)調(diào)，雖然這是一個(gè)有成果的初步測(cè)試，但距離商業(yè)化仍有一些關(guān)鍵問(wèn)題需要解決。例如，需要驗(yàn)證這些激發(fā)體的持久性。此外，研究人員尚未提供具體的容量估計(jì)，僅表示該技術(shù)具有“超高密度“的潛力。然而，盡管存在挑戰(zhàn)，但研究人員對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的前景充滿信心，稱其為儲(chǔ)存技術(shù)的巨大進(jìn)步。

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