Современные цифровые носители, такие как жесткие диски или флеш-память, крайне недолговечны и начинают терять данные уже через несколько лет. В поисках решения ученые обратились к опыту древних цивилизаций, высекавших тексты на камне и писавших на глиняных табличках. Но реализовали эту идею ученые на наноуровне.
Ученые создали QR-код величиной с бактерию, это мировой рекорд плотности записи
Специалисты Венского технического университета совместно с компанией Cerabyte создали самый маленький в мире QR-код площадью всего 1,98 квадратного микрометра, это меньше бактерии. Это достижение, официально занесенное в Книгу рекордов Гиннесса, открывает путь к созданию сверхплотных керамических накопителей, способных хранить информацию тысячи лет без деградации и затрат энергии. Применение подобных технологий позволяет разместить более двух терабайт данных на площади обычного листа формата А4.
QR-код постепенно проявляется в процессе эксперимента. https://www.tuwien.at/
«Стабильность на наноуровне». Это и есть главная трудность всего проекта. В физике твердого тела существует проблема диффузии: при экстремально малых размерах элементов (десятки нанометров) атомы материала могут самопроизвольно мигрировать, «заплывая» в соседние ячейки и превращая упорядоченную информацию в хаос. Успех физиков заключается в подборе такого состава керамической пленки, где межатомные связи настолько прочны, что структура остается неподвижной даже спустя столетия, предотвращая самопроизвольное стирание данных.
Используя сфокусированный ионный луч, исследователи выгравировали матричный код на тончайшей керамической пленке. Размер каждого отдельного пикселя составляет всего 49 нанометров, что в десять раз меньше длины волны видимого света. Из-за таких микроскопических габаритов распознать код обычным оптическим микроскопом невозможно — для этого требуется мощный электронный микроскоп.
Самый маленький в мире QR-код можно увидеть только под электронным микроскопом.
Но именно в миниатюризации и стабильности материала — главный прорыв. На таких масштабах отдельные атомы часто стремятся сместиться и заполнить пустоты, что разрушает структуру данных. Ученым удалось добиться стабильности, используя наработки из области материаловедения для режущих инструментов.
Керамика вечности
Соавтор работы профессор Пауль Майрхофер подчеркивает: «Созданная нами структура настолько тонка, что ее вообще нельзя увидеть в оптический микроскоп. Но примечательно даже не это. Сама по себе микроскопическая разметка не нова — сегодня можно создавать узоры даже из отдельных атомов. Однако это само по себе не дает стабильного и читаемого кода. Мы же сделали нечто фундаментально иное: создали крошечный, но при этом стабильный и многократно считываемый QR-код».
Команда физиков тестирует QR-код.
Применение подобных технологий позволяет разместить более двух терабайт данных на площади обычного листа формата А4. Выбранная керамика инертна и устойчива к агрессивным воздействиям внешней среды, что делает ее идеальным кандидатом для долговременных архивов.
В отличие от современных дата-центров, которые потребляют колоссальное количество электричества для охлаждения и поддержания работы серверов, керамические носители не нуждаются в энергии для хранения. После того как информация записана, она остается в неизменном виде очень долго, подобно клинописи на глиняных табличках, но с плотностью записи, соответствующей информационной эпохе.