鎢晶片：把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)十億年！
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從巖石上的雕刻，到現(xiàn)在的磁介質(zhì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)千年來(lái)，人類一直在用各種手段保存信息。盡管在過去幾十年里，人類存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量出現(xiàn)了極大增長(zhǎng)，但要將數(shù)據(jù)保存一段較長(zhǎng)的時(shí)間還是十分困難。成功保存信息的關(guān)鍵是保證信息不丟失，但如果我們想使信息保存的時(shí)間超過人類本身，那就得有不同于日常存儲(chǔ)所用的介質(zhì)。
來(lái)自荷蘭屯特大學(xué)納米技術(shù)研究所的研究者耶羅恩·德·弗瑞斯(Jeroen de Vries)指出，在極端長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是有可能的。
目前廣泛應(yīng)用的硬盤驅(qū)動(dòng)器可以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，但只能在室溫下使用大約10年的時(shí)間。這是因?yàn)橛脖P的磁能勢(shì)壘較低，因此在一段時(shí)間后，其上面儲(chǔ)存的信息就會(huì)逐漸丟失。CD和DVD光盤、紙張、磁帶、陶瓷、泥版和石頭等介質(zhì)的壽命也是有限的。如果要使信息保留更長(zhǎng)的時(shí)間，我們就需要尋找新的介質(zhì)。
超過10億年的檔案存儲(chǔ)
關(guān)于為什么要存儲(chǔ)這么長(zhǎng)時(shí)間的信息，我們可以設(shè)想很多場(chǎng)景。耶羅恩·德·弗瑞斯說(shuō)：“一個(gè)場(chǎng)景是：一場(chǎng)災(zāi)難摧毀了地球，人類社會(huì)需要重建；另一個(gè)場(chǎng)景是，我們要為未來(lái)的智慧生命——無(wú)論是地球上的人類后代還是來(lái)自外星球——留下某種遺產(chǎn)。在這種情況下，你就會(huì)考慮將信息檔案存儲(chǔ)上百萬(wàn)年，甚至是十億年。”
光學(xué)信息載體
耶羅恩·德·弗瑞斯開發(fā)了一種光學(xué)信息載體，每一個(gè)字節(jié)都是利用蝕刻技術(shù)進(jìn)行書寫，載體上的信息能存儲(chǔ)極長(zhǎng)的時(shí)間。這是一種由鎢制成的晶片，用氮化硅封裝起來(lái)。
之所以選擇鎢，是因?yàn)樵撛啬軌蚪?jīng)受極端的溫度。
蝕刻到鎢的表面的信息形式被稱為QR碼，其上面用氮化物保護(hù)起來(lái)。在大的QR碼中，每個(gè)像素點(diǎn)都包含著較小的QR碼，晶片正是以此來(lái)儲(chǔ)存不同的信息。
德·弗瑞斯說(shuō)：“原則上，我們可以在光盤上儲(chǔ)存任何值得保存的東西，例如蒙娜麗莎的數(shù)字圖像等。在這項(xiàng)研究中，我們測(cè)試的是我的一份論文數(shù)字拷貝——介紹這種介質(zhì)的那一章。”
高溫老化實(shí)驗(yàn)
為了保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，需要在信息與外界之間設(shè)置一道能量勢(shì)壘，而為了證明這些數(shù)據(jù)能在數(shù)百萬(wàn)年之后依舊能夠讀取，研究人員進(jìn)行了一次老化測(cè)試，以了解能量勢(shì)壘是否足夠保證數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。
德·弗瑞斯說(shuō)：“根據(jù)阿累尼烏斯模型，存儲(chǔ)介質(zhì)如果能在473開爾文(200攝氏度)的烤箱中放置1個(gè)小時(shí)的話，那它就能在至少一百萬(wàn)年后還能繼續(xù)工作。”
測(cè)試完成之后，研究人員發(fā)現(xiàn)鎢晶片并沒有出現(xiàn)明顯的老化，而且還能容易地讀取信息。當(dāng)溫度繼續(xù)升高的時(shí)候，事情變得復(fù)雜起來(lái)。在713開爾文(440攝氏度)時(shí)，破解QR碼變得十分困難，盡管鎢并沒有受到影響。
德·弗瑞斯說(shuō)：“接下來(lái)的研究將了解這種數(shù)據(jù)載體能否經(jīng)受住更高溫度的考驗(yàn)，例如一場(chǎng)家庭大火。不過，如果我們可以找到一個(gè)非常穩(wěn)定的地方，例如核儲(chǔ)存設(shè)施，那這種晶片及其上面的數(shù)據(jù)或許就可以保存數(shù)百萬(wàn)年的時(shí)間。”
——《三體3》的文明博物館有救啦！
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