Фахівці університету Саутгемптон розробили новий метод 5D-запису даних на оптичні диски з кварцового скла. За допомогою “вибухових” мікроімпульсів лазера інженерам вдалося підвищити щільність запису до 500 ТБ на диск, а швидкість – як мінімум до 225 кілобайт на секунду, що наближає кварцові накопичувачі до практичного використання. Про це інженери повідомили у журналі Optica.
Лазерні імпульси під час запису диска створюють у ньому об’ємні мікрокристали різної форми. Довжина, ширина і висота кожного мікрокристалу, а також сила і поляризація імпульсу світла, що повертається від нього під час зчитування, дають «п’ять вимірів», у яких можна закодувати дані.
Цю технологію запропонували японські вчені у 2010 році, і в наступні роки свої реалізації «п’ятивимірних» накопичувачів створювали Microsoft, Hitachi, а також Саутгемптонський університет. Але всі ці зразки мали загальний недолік — дуже низька швидкість запису, яка становила приблизно 12 кілобіт на секунду. На запис даних обсягом з DVD (4,7 ГБ) потрібно більше місяця, що робило «п’ятимірні» диски незручними у використанні.
Новий метод дозволяє збільшити швидкість запису в 150 разів до 225 кілобайт на секунду, а при використанні лазера з частотою імпульсів 40 мегагерц – до кількох мегабайт на секунду. На думку авторів винаходу, це дозволить розширити використання 5D-накопичувачів. Також їм вдалося підвищити щільність запису: на диск діаметром 127 міліметрів і товщиною чотири міліметри (це порівняно з розмірами звичайного компакт-диска) можна вмістити 500 терабайт даних.
Головна перевага оптичних накопичувачів з кварцового скла — їхня вкрай висока надійність. Вони витримують температури до тисячі градусів, і навіть за 190 °C можуть зберігати дані протягом 14 мільярдів років — це більше віку Всесвіту, який з’явився 13,8 мільярдів років тому.
Зараз кварцові «п’ятивимірні» диски використовує фонд Arch Mission Foundation, щоб зберегти досягнення людської культури на мільярди років вперед. У 2018 році фонд розмістив один із таких накопичувачів в автомобілі Tesla Roadster, який Ілон Маск запустив у космос. Учасники фонду планують вивести один диск на орбіту кожної планети і кожного великого астероїда Сонячної системи, створивши таким чином космічну «резервну копію» знань людства.
Кварцові «п’ятивимірні» диски з підвищеною швидкістю запису можуть бути корисні бібліотеками, музеями, архівними службами, державними організаціями, приватними компаніями та взагалі всіми зацікавленими у довгому та надійному зберіганні важливих даних. Однак записуючий пристрій для 5D-накопичувачів може коштувати кілька десятків тисяч доларів, при цьому для читання даних достатньо поляризатора з оптичним мікроскопом загальною вартістю менше тисячі доларів.