1771885726
2026-02-23 21:41:00
Microsoft Research объявила о прорыве в долговременном хранении данных, подробно описав метод сохранения информации в течение 10 000 лет. Исследование, опубликованное 18 февраля 2026 года в журнале Nature, расширяет технологию хранения на основе стекла Project Silica от дорогостоящего плавленого кварца до легкодоступного боросиликатного стекла — того же материала, который используется в повседневной кухонной посуде. Это нововведение устраняет критические барьеры на пути коммерциализации за счет снижения затрат и повышения доступности средств массовой информации. «Хранение данных внутри стекла с помощью фемтосекундных лазерных импульсов — одна из немногих перспективных технологий с потенциалом надежного, неизменяемого и долгосрочного хранения», — отмечают Microsoft Research. Новая технология также упрощает процесс чтения, требуя только одну камеру вместо трех, и обеспечивает более быстрое кодирование данных.
Боросиликатное стекло обеспечивает экономичное хранение больших объемов данных
Потенциал архивирования данных за 10 000 лет теперь значительно приблизился к реальности благодаря сдвигу в материалах для долгосрочного цифрового хранения. Исследователи вышли за рамки дорогого плавленого кварца и успешно продемонстрировали кодирование данных в обычном боросиликатном стекле — том же веществе, которое обычно встречается в кухонной посуде и дверцах духовок. Этот прорыв, подробно описанный в недавней публикации журнала Nature, устраняет главное препятствие на пути широкого внедрения стеклянных архивных систем: непомерно высокие затраты и ограниченную доступность носителей. Предыдущие методы основывались на типе стекла, «относительно сложном в производстве и доступном лишь из нескольких источников», но этот новый подход обещает масштабируемость.
Инновации не ограничиваются материаловедением. Команда также упростила процесс считывания, сократив количество необходимых камер с трех или четырех до одной, тем самым снизив как стоимость, так и физический размер считывателя. Производство также упрощается: пишущим устройствам теперь требуется меньше компонентов для калибровки и более быстрого кодирования данных.
Ключевым элементом этого достижения является разработка «фазовых вокселов» — нового метода хранения, при котором для создания точки данных необходим только один лазерный импульс. «Мы изобрели новый тип хранения данных в стекле, называемый фазовыми вокселами, в котором изменяется фазовое изменение стекла вместо его поляризации, показывая, что для создания фазового воксела необходим только один импульс», — объяснили исследователи. Кроме того, команда разработала методы параллельной высокоскоростной записи, используя многолучевую систему доставки для одновременного кодирования нескольких точек данных.
Тесты на ускоренное старение в сочетании с новым неразрушающим оптическим методом выявления деградации данных подтверждают утверждение о том, что данные, хранящиеся таким образом, должны оставаться нетронутыми в течение как минимум тысячелетия. «Мы расширили стандартные отраслевые коды Грея, чтобы они применялись к числам символов, не равным степени двойки», добавив еще один уровень надежности системе. Этот прогресс основан на многолетних инновациях в этой области, позиционирующих стекло как жизнеспособное решение для длительного сохранения цифровой информации.
Методы двулучепреломления и фазовых вокселей улучшают кодирование лазерных данных
Это позволило им разработать метод «псевдоодноимпульсной записи», разделяющий одиночный импульс для более эффективного формирования вокселей и ускоряющий процесс записи за счет сканирования луча. Команда успешно смягчила повышенные помехи, присущие фазовым вокселам, используя модель классификации машинного обучения. Возможности параллельной записи также были значительно расширены за счет объединения математической модели тепловых эффектов внутри стекла с многолучевой системой доставки, позволяющей одновременно кодировать многочисленные вокселы данных. Это значительно увеличивает скорость записи. Более того, для новой конструкции считывателя требуется только одна камера, что упрощает процесс и снижает стоимость и размер.
Стекло — это материал для постоянного хранения данных, устойчивый к воде, теплу и пыли.
Параллельная запись, достигаемая с помощью многолучевых систем доставки
Исследователи из Microsoft Research значительно ускоряют хранение данных на стеклянных носителях, выходя за рамки ограничений более ранних методов и уделяя новое внимание параллельной записи. Это нововведение основано на их существующей работе с Project Silica — попытке создать архивное хранилище, способное сохранять информацию до 10 000 лет, но устраняющее критическое узкое место в процессе записи. Раньше этот процесс основывался на последовательном обращении к каждому месту хранения, что ограничивало скорость записи. Команда также объяснила метод использования светового излучения — побочного продукта формирования вокселей — как для статической калибровки, так и для динамического управления, что позволяет полностью автоматически выполнять операции записи.
Это достижение касается не только скорости; дело в практичности. Этот сдвиг устраняет ключевые барьеры на пути коммерциализации, в частности, стоимость и доступность материалов. Они продемонстрировали, что эти фазовые вокселы могут быть сформированы в боросиликатном стекле, и разработали метод считывания закодированной фазовой информации, даже смягчая возникающие трехмерные помехи в модели классификации машинного обучения.
Это достижение устраняет ключевые препятствия на пути коммерциализации: стоимость и доступность носителей информации.
Машинное обучение оптимизирует кодирование символов и тестирование долговечности
Согласно выводам исследовательского проекта Microsoft Research Project Silica, срок службы цифровых архивов радикально увеличивается за счет применения машинного обучения. Помимо простого определения надежного носителя информации (обычного боросиликатного стекла), команда сосредоточилась на оптимизации способа записи и проверки данных на протяжении тысячелетий. Ключевое нововведение заключается в новом подходе к кодированию символов, при котором алгоритмы машинного обучения уточняют процесс, чтобы минимизировать ошибки и максимизировать целостность данных в течение длительных периодов времени. Речь идет не только о хранении битов; речь идет о том, чтобы эти биты оставались надежно читаемыми через тысячи лет.
Исследователи разработали новый неразрушающий оптический метод для выявления старения вокселей хранения данных внутри стекла, объединив его со стандартными методами ускоренного старения для обеспечения хранения данных в течение 10 000 лет. Это позволяет проводить упреждающую оценку ухудшения качества данных, что является важным шагом в обеспечении долгосрочного хранения. «Мы разработали новый способ оптимизации кодировки символов с помощью машинного обучения и лучший способ понять компромисс между частотой ошибок, защитой от ошибок и восстановлением ошибок при оценке новых цифровых систем хранения», — объяснили команда. Прогресс не ограничивается исправлением ошибок.
Проект Silica также усовершенствовал сам процесс записи, перейдя к «псевдоодноимпульсной записи», когда один лазерный импульс разделяется на одновременное формирование нескольких вокселей, что значительно увеличивает скорость. Такое сочетание оптимизированного кодирования, ускоренных тестов на устаревание и более быстрой записи обещает надежное и масштабируемое решение для действительно долгосрочного архивирования данных, выходя за рамки ограничений современных магнитных и твердотельных технологий.
#Исследование #Microsoft #раскрывает #подробности #прорыва #хранении #данных #природе #за #лет
Продолжение темы
