央廣網(wǎng)武漢5月17日消息(記者鄧子依)一片肉眼幾乎看不出任何異樣的玻璃圓盤,內(nèi)部卻“暗藏玄機”,經(jīng)過飛秒激光的精細“雕刻”下,它的內(nèi)部已經(jīng)布滿了密密麻麻的三維數(shù)據(jù)點陣。而這樣的一片玻璃盤,其理論最大存儲容量竟可達360TB,足以容納2.5萬部高清電影,數(shù)據(jù)保存壽命超十萬年,且在離線存放時能耗近乎為零。
這不是科幻電影里的想象,而是華中科技大學(xué)武漢光電國家研究中心、湖北光谷實驗室研究員張靜宇團隊研發(fā)出的顛覆性技術(shù)——玻璃多維存儲技術(shù)(簡稱“玻璃存儲”)。在人工智能浪潮席卷全球、數(shù)據(jù)洪流奔涌而至的今天,這項由中國青年科學(xué)家主導(dǎo)的存儲技術(shù),正在為人類海量數(shù)據(jù)“存不下、存不久、存不起”的世界性難題,提供極具前瞻性的“中國方案”。
一塊玻璃,何以應(yīng)對數(shù)據(jù)洪流?
當(dāng)前,全球數(shù)據(jù)量正以指數(shù)級爆發(fā)式增長,全球數(shù)據(jù)中心年耗電量已逼近全球發(fā)電量的2%。機械硬盤、磁帶等傳統(tǒng)存儲介質(zhì),不僅面臨壽命衰減、環(huán)境敏感等物理極限,其持續(xù)運轉(zhuǎn)所帶來的高昂能耗和散熱成本,更日益成為數(shù)字基建的巨大瓶頸。
“我們把數(shù)據(jù)寫到玻璃里面,它基本上可以永久保存?!睆堨o宇手中的玻璃盤片,內(nèi)里暗藏乾坤。這項被稱作“玻璃多維存儲”的技術(shù),利用飛秒激光與玻璃相互作用的微觀機理,在玻璃內(nèi)部的三維空間中實現(xiàn)多層、多維度數(shù)據(jù)記錄?!叭绻f傳統(tǒng)硬盤是在一張紙上寫字,那玻璃存儲就如同一本厚重的書,每一頁都能寫滿信息?!睆堨o宇比喻道。
更關(guān)鍵的是,玻璃的化學(xué)性質(zhì)極度穩(wěn)定,天然隔絕氧氣、水汽與灰塵。數(shù)據(jù)一旦寫入,便可在無電力、無空調(diào)散熱的條件下安然靜置,近乎實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“永生”,不產(chǎn)生持續(xù)的能源消耗。從經(jīng)濟性看,其介質(zhì)成本僅約十元人民幣,制造成本僅為傳統(tǒng)硬盤的十分之一。
從“躺了十年”的物理現(xiàn)象到世界級突破
這項顛覆性技術(shù)的種子,萌芽于十多年前。2011年,張靜宇赴海外攻讀博士,在實驗室的早年記錄中,他敏銳地捕捉到一個被擱置多年的物理現(xiàn)象——激光照射玻璃后,其內(nèi)部微結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變。
“當(dāng)時大家都覺得這個現(xiàn)象挺有趣,但幾乎沒人想過能用來做什么?!睆堨o宇回憶道。憑借在華中科技大學(xué)積累的存儲研究經(jīng)驗,他大膽提出設(shè)想:能不能用這種效應(yīng),把數(shù)據(jù)“寫”進玻璃里?
“那時候,沒有人知道這條路到底能不能走通?!睕]有匹配的設(shè)備,他就反復(fù)調(diào)試,尋找最佳光路;沒有前人參照,便夜以繼日地用不同參數(shù)做對比實驗;沒有可參考的工藝路線,他就一次次自行設(shè)計、驗證再推翻。
最終,他以唯一第一作者和通訊作者身份,在物理學(xué)領(lǐng)域頂級期刊發(fā)表了玻璃多維存儲技術(shù)領(lǐng)域的首篇論文。2016年,該技術(shù)被中國科學(xué)院和中國工程院院士評為世界十大科技進展之一,并被吉尼斯世界紀錄認證為“存儲壽命最長的存儲介質(zhì)”。
坐“冷板凳”,下“笨功夫”
榮譽接踵而至,張靜宇卻作出堅定的抉擇:回國。
“當(dāng)時我國面臨著國外傳統(tǒng)存儲介質(zhì)的長期壟斷,市場上也缺乏能夠保證數(shù)據(jù)長期完好保存的存儲介質(zhì),玻璃存儲技術(shù)作為一種溫冷存儲解決方案,前景廣闊?!?017年,他回到母校華中科技大學(xué),一頭扎進實驗室,以“冷板凳”的定力,下“笨功夫”死磕工程化。他帶領(lǐng)團隊逐一攻克寫入速度、多層精密記錄、高速伺服控制等一道道難題,不斷優(yōu)化工藝、降低誤差。這一沉淀,就是七八年。
厚積方能薄發(fā)。2024年,張靜宇領(lǐng)銜的“巨量信息低成本超長壽命玻璃多維存儲技術(shù)”項目,從全國顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽中脫穎而出,斬獲最高榮譽“卓越獎”,成為當(dāng)年人工智能與信息系統(tǒng)領(lǐng)域唯一獲此殊榮的項目。
面對榮譽,張靜宇保持著清醒的產(chǎn)業(yè)認知:“任何技術(shù)都必須經(jīng)受市場的實戰(zhàn)檢驗。只有在真實的商業(yè)摸爬滾打中汲取客戶反饋、完成技術(shù)迭代,才能真正撬動上下游產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合?!?/p>
同年,武漢一堯科技有限公司正式成立。談及命名,張靜宇寄予宏大的愿景:“堯字節(jié)(Yottabyte)是計算機存儲容量的最大單位。我們希望給全球用戶提供一個堯字節(jié)級別的低成本、長壽命數(shù)據(jù)存儲解決方案,做信息產(chǎn)業(yè)和數(shù)據(jù)存儲的‘壓艙石’。”
目前,超大容量玻璃硬盤已實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn),存儲設(shè)備具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)并實現(xiàn)全國產(chǎn)化。產(chǎn)品正逐步進入數(shù)據(jù)中心、檔案館、博物館、醫(yī)療影像及安防監(jiān)控等關(guān)鍵領(lǐng)域,未來還將面向個人用戶提供永久數(shù)據(jù)存儲方案,讓珍貴的記憶跨越時光,長久留存。
存儲,就是“記憶”
在張靜宇看來,存儲不僅是技術(shù)問題,更關(guān)乎人類文明的傳承?!霸谟⒄Z里,存儲有兩個詞——storage和memory。后者,也是‘記憶’的意思?!彼f,數(shù)據(jù)不只是“0”和“1”,它可能是一張泛黃的老照片,一段家人的溫情視頻?!拔覀兿胱龅模褪亲屵@些有溫度的記憶,能夠永久、低成本保存下去?!?/p>
從結(jié)繩記事到甲骨刻字,從竹簡帛書到硬盤光盤,人類尋找“記憶容器”的探索從未止步?!安AТ鎯芸赡芫褪悄莻€終極解決方案?!睆堨o宇語氣平靜,卻透著一股堅定,“科技是第一生產(chǎn)力。對于年輕科研工作者來說,大膽擁抱新工具、新思維,現(xiàn)在就是最好的時代?!?/p>