近日，中國科學技術大學傳來了一項令人矚目的科研進展。該校所屬的中國科學院微觀磁共振重點實驗室，在光學信息存儲領域取得了重大突破，成功實現了基于金剛石的高密度、高可靠性光學信息存儲。
這一成果的取得，離不開杜江峰、王亞、夏慷蔚等科研人員的共同努力。他們針對當前數據存儲技術面臨的存儲容量瓶頸和高能耗問題，提出了一種全新的解決方案——基于金剛石發光點缺陷的四維信息存儲技術。這項技術不僅具備高密度存儲的特性，還擁有超長免維護壽命和快速讀寫的優勢，為應對“數據大爆炸”時代的信息存儲需求提供了新的可能。
隨著信息時代的到來，大數據已成為推動科技發展的關鍵力量。然而，傳統的數據存儲技術，如磁盤、光盤、固態硬盤等，其發展速度遠遠滯后于數據量的增長。海量數據的采集、存儲和分析技術雖然不斷進步，但存儲容量的限制和高能耗問題仍然是制約海量數據處理與應用的重要瓶頸。
光學存儲技術因其高密度存儲的潛力而備受關注。然而，納米材料的穩定性差、信息讀寫速度慢、誤差大以及高能耗等問題，一直阻礙著光學存儲技術的實際應用。為了克服這些挑戰，研究團隊創新性地利用了金剛石中一種可精確人工制備的發光點缺陷——原子尺度弗蘭克爾缺陷。
金剛石作為自然界中最堅硬的材料之一，不僅具有超高的硬度，還擁有卓越的化學穩定性。研究發現，金剛石中的弗蘭克爾缺陷具備穩定的發光特性，并能通過精確調控其發光亮度來編碼數據，從而成為理想的信息存儲單元。存儲在金剛石光盤中的數據極為穩定，即使在200℃的高溫環境下，其存儲壽命也可遠超百年。
為了實現高密度、高可靠性的存儲，研究人員還發展了一套基于飛秒脈沖加工的快速高精度三維缺陷制備技術。僅需單個飛秒脈沖（約200飛秒），即可完成對存儲單元的制備，信息寫入精度高達99.9%，已達到藍光光盤的國家標準。同時，他們還進一步發展了二維、三維的并行讀出技術，可同時實現對上萬比特的高效讀出。
這一技術的實際應用效果令人驚嘆。研究人員將世界上第一個計時攝影作品《飛馳中的馬》的不同幀數，通過三維堆疊存儲在金剛石中，并通過讀取形成了生動的動畫效果。每一幀的動畫數據占用金剛石存儲的橫向尺寸僅為90×70平方微米，充分展示了該技術的高密度存儲能力。
該技術的存儲密度也達到了前所未有的高度。當前，存儲單元的尺寸可達到69納米（約為波長的十二分之一），單元間隔在1微米左右，存儲密度達到Terabit/cm3量級，比藍光光盤的存儲密度提高了三個量級。
這一重大科研成果的取得，不僅為信息存儲技術的發展開辟了新的道路，也為應對大數據時代的挑戰提供了新的解決方案。隨著技術的不斷成熟和應用領域的不斷拓展，相信這一技術將在未來發揮更加重要的作用。
