圖說：上海理工大學(xué)顧敏院士 團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開發(fā)亞衍射光學(xué)寫入技術(shù) 來源/新民晚報(bào)實(shí)習(xí)生 陳曉 攝

28000張藍(lán)光光盤的儲(chǔ)存量大約有700太字節(jié)（TB），這些海量數(shù)據(jù)將能夠全部存儲(chǔ)進(jìn)一張直徑僅為12厘米的光盤。今天凌晨3時(shí)，《科學(xué)（Science）》雜志子刊《科學(xué)進(jìn)展（Science Advances）》上發(fā)表了上海理工大學(xué)未來光學(xué)實(shí)驗(yàn)室人工智能納米光子學(xué)中心顧敏院士團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)科研進(jìn)展——《基于上轉(zhuǎn)換共振能量轉(zhuǎn)移的納米級(jí)光學(xué)寫入技術(shù)（Nanoscale optical writing through upconversion resonance energy transfer）》，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開發(fā)的亞衍射光學(xué)寫入技術(shù)，能將“光之筆”落到精細(xì)如同頭發(fā)絲萬(wàn)分之一微小的記錄點(diǎn)，大大突破現(xiàn)有數(shù)據(jù)密度極值，可以生產(chǎn)目前最大存儲(chǔ)容量的光盤。這項(xiàng)技術(shù)將可應(yīng)用于下一代納米光子器件所需的碳基納米級(jí)光刻。

圖說：納米復(fù)合材料構(gòu)成與激光寫入過程 來源/采訪對(duì)象供圖

據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年全球生成的數(shù)據(jù)總量預(yù)計(jì)達(dá)到175澤字節(jié)（ZB），據(jù)工信部消息，僅今年春節(jié)7天假期我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量就達(dá)到了357.3萬(wàn)太字節(jié)，比去年增長(zhǎng)了23.4%。信息存儲(chǔ)需求不斷增長(zhǎng)，然而大數(shù)據(jù)中心能量消耗巨大（約占全球電力供應(yīng)的3％），當(dāng)前普遍使用的磁記錄硬盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)容量有限且使用壽命只有3至5年。因此，壽命長(zhǎng)、能耗低、成本低的光儲(chǔ)存技術(shù)備受期待。然而這項(xiàng)始于20世紀(jì)70年代的技術(shù)受到光本身的衍射特性限制，盡管已有巨大發(fā)展，數(shù)據(jù)密度難以突破，光盤存儲(chǔ)容量仍然被限制在幾個(gè)太字節(jié)。

上理工教授張啟明介紹，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一個(gè)全新的全固態(tài)、超低能量、超分辨光刻技術(shù)，開發(fā)制備一種摻雜鑭系元素（稀土元素之一）的納米復(fù)合材料顆粒，并結(jié)合氧化石墨烯，能夠有效縮小記錄點(diǎn)尺寸，突破密度上限；而同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)低功率的納米級(jí)信息位光學(xué)寫入，這意味著無需昂貴笨重的脈沖激光器，電腦光驅(qū)那樣的連續(xù)波激光器就夠用了，大大降低了成本，器件壽命也將延長(zhǎng)。

圖說：上海理工大學(xué)人工智能納米光子學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室 來源/新民晚報(bào)實(shí)習(xí)生 陳曉 攝

“我們始終瞄準(zhǔn)降低能耗、提升壽命的方向，堅(jiān)持著光儲(chǔ)存技術(shù)的推進(jìn)。目前的工作完成了‘0-1’的階段，為下一代光信息存儲(chǔ)技術(shù)提供了一種全新的方案，但這是不夠的?！鳖櫭粼菏空f，“我們已將單點(diǎn)寫讀能量降低了100倍，接下來還要降低百倍，同時(shí)還要進(jìn)行工程樣機(jī)的研發(fā)，才能將這項(xiàng)大容量光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)真正從實(shí)驗(yàn)室推向應(yīng)用。”

該研究由上理工顧敏院士團(tuán)隊(duì)與澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)劉曉剛教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開展，研究的實(shí)驗(yàn)工作由上理工博士后西蒙尼·拉蒙（Simone Lamon）完成。據(jù)悉，該技術(shù)也適于光盤的低成本批量生產(chǎn)，為解決全球數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挑戰(zhàn)開辟新途徑。