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數(shù)據(jù)存入玻璃，“保鮮期”可達(dá)138億年

發(fā)布時(shí)間：2026-01-09

來源：科普時(shí)報(bào)

責(zé)任編輯：科普網(wǎng)

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5D玻璃存儲技術(shù)開啟商用

□ 張旅陽

圖①：磁帶機(jī)、硬盤等傳統(tǒng)存儲設(shè)備。

圖②： 5D玻璃存儲介質(zhì)。（作者供圖）

如果把人類文明比作一條長長的時(shí)間軸，數(shù)據(jù)就是軸上的刻痕。

這些數(shù)據(jù)記錄著人類的歷史、科研成果和生活點(diǎn)滴，大多以磁帶和硬盤的方式保存。

不過，磁帶老化及硬盤損壞是它們最大的“敵人”。這些數(shù)據(jù)需要一直跟時(shí)間“對抗”，才能安全、完整地保留下來。

英國科技新聞網(wǎng)The Register日前報(bào)道，一家創(chuàng)新企業(yè)成功將5D玻璃存儲技術(shù)帶出實(shí)驗(yàn)室，計(jì)劃兩年內(nèi)在全球數(shù)據(jù)中心試點(diǎn)部署。

這項(xiàng)存儲黑科技，并不以“更快更便宜”為賣點(diǎn)，而是主打一個(gè)“超長待機(jī)”——將數(shù)據(jù)存進(jìn)玻璃，“保鮮期”可高達(dá)138億年！

在玻璃中寫“立體日記”

5D玻璃存儲，聽著高深，其實(shí)就是用激光在玻璃里“刻字”。

科研人員需要用超短脈沖激光，在透明的石英玻璃內(nèi)部寫入微小結(jié)構(gòu)。

這些結(jié)構(gòu)不只分布在玻璃的長、寬、高三個(gè)維度，還能通過納米結(jié)構(gòu)的大小和朝向，改變光線的偏振特性。

多出來的這兩個(gè)維度，加上原本的空間三維，便形成了更為穩(wěn)定的5D數(shù)據(jù)編碼。

5D玻璃存儲介質(zhì)是一塊比指甲蓋大一點(diǎn)的高純度熔融石英玻璃，核心成分是高純度二氧化硅。

如果用顯微鏡放大看，會發(fā)現(xiàn)玻璃內(nèi)部有無數(shù)個(gè)由激光“雕刻”出的納米小點(diǎn)——每個(gè)小點(diǎn)都承載著數(shù)據(jù)信息。

跟我們平時(shí)用的U盤、硬盤不一樣，5D玻璃存儲不是在材料表面存信息，而是在玻璃內(nèi)部“搭立體迷宮”。

把數(shù)據(jù)裝入5D“保險(xiǎn)箱”

5D玻璃存儲之所以持久，秘密全在材料和寫入方式上。

首先，它用的石英玻璃，本身就特別“皮實(shí)”，不怕潮、不怕曬，就算過了千百年，物理化學(xué)性質(zhì)也很難改變。

其次，它的寫入方式很特別。普通存儲是靠磁性或電荷記錄信息，易受外界影響。

5D玻璃存儲是用激光改變玻璃的折射率，相當(dāng)于在玻璃內(nèi)部刻“花紋”。

這些花紋不會因?yàn)閿嚯姟⒋艌龈蓴_而消失，只要玻璃不被徹底打碎，信息就一直在。

更厲害的是，它不用定期“翻錄”數(shù)據(jù)。不像磁帶，隔段時(shí)間就得重錄一遍，不然就會丟信息。

5D玻璃存儲一次寫入，就能永久讀取，省心又省力。

“存得久”為何更重要

人類每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中，超過一半都很“安靜”。

它們不常被調(diào)取，卻必須長期保存，這就是“冷數(shù)據(jù)”。比如醫(yī)院的病歷、科研機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、國家的檔案文件。

這些數(shù)據(jù)要是丟了，可能會引發(fā)法律風(fēng)險(xiǎn)，讓科研進(jìn)程中斷，甚至造成巨大的社會損失。

傳統(tǒng)存儲方式對付這些冷數(shù)據(jù)，實(shí)在有點(diǎn)吃力。

傳統(tǒng)的磁帶、光盤的壽命有限，隔幾年就得復(fù)制一遍；就算是不用通電的離線存儲，也得耗費(fèi)大量能源，控制好溫度和濕度，才能延緩介質(zhì)老化。

說白了，傳統(tǒng)介質(zhì)保存數(shù)據(jù)，就是“用能源換時(shí)間”。

5D玻璃存儲完全打破了這一邏輯。

它不需要持續(xù)維護(hù)，全憑石英玻璃本身抗摔、抗老化、抗電磁干擾的超強(qiáng)穩(wěn)定性，讓數(shù)據(jù)“被時(shí)間遺忘”的概率幾乎為零。

數(shù)據(jù)存儲的“候補(bǔ)”隊(duì)員

5D玻璃存儲技術(shù)很厲害，不過暫時(shí)還不能完全取代磁帶、U盤、硬盤。

目前，激光寫入設(shè)備的成本高，讀寫速度比不上成熟的磁帶系統(tǒng)。

當(dāng)然這并不是缺點(diǎn)，而是它的“專屬定位”——為冷數(shù)據(jù)而生。

相信很快，它就能以“候補(bǔ)”的身份走進(jìn)我們的日常生活。

比如，先用它來保存醫(yī)院的病歷、博物館的數(shù)字檔案、科研機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等關(guān)鍵資料，等技術(shù)越來越成熟，再慢慢拓展應(yīng)用范圍。

可以說，當(dāng)前數(shù)據(jù)存儲的最大弱點(diǎn)，正在被一塊小小的石英玻璃解決。

（作者系中國計(jì)算機(jī)學(xué)會科學(xué)普及工作委員會委員）

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