央廣網(wǎng)武漢5月17日消息(記者鄧子依)一片肉眼幾乎看不出任何異樣的玻璃圓盤,內(nèi)部卻“暗藏玄機(jī)”,經(jīng)過(guò)飛秒激光的精細(xì)“雕刻”下,它的內(nèi)部已經(jīng)布滿了密密麻麻的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)陣。而這樣的一片玻璃盤,其理論最大存儲(chǔ)容量竟可達(dá)360TB,足以容納2.5萬(wàn)部高清電影,數(shù)據(jù)保存壽命超十萬(wàn)年,且在離線存放時(shí)能耗近乎為零。
這不是科幻電影里的想象,而是華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家研究中心、湖北光谷實(shí)驗(yàn)室研究員張靜宇團(tuán)隊(duì)研發(fā)出的顛覆性技術(shù)——玻璃多維存儲(chǔ)技術(shù)(簡(jiǎn)稱“玻璃存儲(chǔ)”)。在人工智能浪潮席卷全球、數(shù)據(jù)洪流奔涌而至的今天,這項(xiàng)由中國(guó)青年科學(xué)家主導(dǎo)的存儲(chǔ)技術(shù),正在為人類海量數(shù)據(jù)“存不下、存不久、存不起”的世界性難題,提供極具前瞻性的“中國(guó)方案”。

玻璃存儲(chǔ)(央廣網(wǎng)記者鄧子依 攝)
一塊玻璃,何以應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)洪流?
當(dāng)前,全球數(shù)據(jù)量正以指數(shù)級(jí)爆發(fā)式增長(zhǎng),全球數(shù)據(jù)中心年耗電量已逼近全球發(fā)電量的2%。機(jī)械硬盤、磁帶等傳統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì),不僅面臨壽命衰減、環(huán)境敏感等物理極限,其持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所帶來(lái)的高昂能耗和散熱成本,更日益成為數(shù)字基建的巨大瓶頸。
“我們把數(shù)據(jù)寫到玻璃里面,它基本上可以永久保存?!睆堨o宇手中的玻璃盤片,內(nèi)里暗藏乾坤。這項(xiàng)被稱作“玻璃多維存儲(chǔ)”的技術(shù),利用飛秒激光與玻璃相互作用的微觀機(jī)理,在玻璃內(nèi)部的三維空間中實(shí)現(xiàn)多層、多維度數(shù)據(jù)記錄?!叭绻f(shuō)傳統(tǒng)硬盤是在一張紙上寫字,那玻璃存儲(chǔ)就如同一本厚重的書,每一頁(yè)都能寫滿信息?!睆堨o宇比喻道。
更關(guān)鍵的是,玻璃的化學(xué)性質(zhì)極度穩(wěn)定,天然隔絕氧氣、水汽與灰塵。數(shù)據(jù)一旦寫入,便可在無(wú)電力、無(wú)空調(diào)散熱的條件下安然靜置,近乎實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“永生”,不產(chǎn)生持續(xù)的能源消耗。從經(jīng)濟(jì)性看,其介質(zhì)成本僅約十元人民幣,制造成本僅為傳統(tǒng)硬盤的十分之一。
從“躺了十年”的物理現(xiàn)象到世界級(jí)突破
這項(xiàng)顛覆性技術(shù)的種子,萌芽于十多年前。2011年,張靜宇赴海外攻讀博士,在實(shí)驗(yàn)室的早年記錄中,他敏銳地捕捉到一個(gè)被擱置多年的物理現(xiàn)象——激光照射玻璃后,其內(nèi)部微結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變。
“當(dāng)時(shí)大家都覺(jué)得這個(gè)現(xiàn)象挺有趣,但幾乎沒(méi)人想過(guò)能用來(lái)做什么?!睆堨o宇回憶道。憑借在華中科技大學(xué)積累的存儲(chǔ)研究經(jīng)驗(yàn),他大膽提出設(shè)想:能不能用這種效應(yīng),把數(shù)據(jù)“寫”進(jìn)玻璃里?
“那時(shí)候,沒(méi)有人知道這條路到底能不能走通?!睕](méi)有匹配的設(shè)備,他就反復(fù)調(diào)試,尋找最佳光路;沒(méi)有前人參照,便夜以繼日地用不同參數(shù)做對(duì)比實(shí)驗(yàn);沒(méi)有可參考的工藝路線,他就一次次自行設(shè)計(jì)、驗(yàn)證再推翻。
最終,他以唯一第一作者和通訊作者身份,在物理學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊發(fā)表了玻璃多維存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的首篇論文。2016年,該技術(shù)被中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院院士評(píng)為世界十大科技進(jìn)展之一,并被吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)證為“存儲(chǔ)壽命最長(zhǎng)的存儲(chǔ)介質(zhì)”。

張靜宇在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行玻璃存儲(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)(央廣網(wǎng)記者鄧子依 攝)
坐“冷板凳”,下“笨功夫”
榮譽(yù)接踵而至,張靜宇卻作出堅(jiān)定的抉擇:回國(guó)。
“當(dāng)時(shí)我國(guó)面臨著國(guó)外傳統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)的長(zhǎng)期壟斷,市場(chǎng)上也缺乏能夠保證數(shù)據(jù)長(zhǎng)期完好保存的存儲(chǔ)介質(zhì),玻璃存儲(chǔ)技術(shù)作為一種溫冷存儲(chǔ)解決方案,前景廣闊。”2017年,他回到母校華中科技大學(xué),一頭扎進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,以“冷板凳”的定力,下“笨功夫”死磕工程化。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)逐一攻克寫入速度、多層精密記錄、高速伺服控制等一道道難題,不斷優(yōu)化工藝、降低誤差。這一沉淀,就是七八年。
厚積方能薄發(fā)。2024年,張靜宇領(lǐng)銜的“巨量信息低成本超長(zhǎng)壽命玻璃多維存儲(chǔ)技術(shù)”項(xiàng)目,從全國(guó)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新大賽中脫穎而出,斬獲最高榮譽(yù)“卓越獎(jiǎng)”,成為當(dāng)年人工智能與信息系統(tǒng)領(lǐng)域唯一獲此殊榮的項(xiàng)目。
面對(duì)榮譽(yù),張靜宇保持著清醒的產(chǎn)業(yè)認(rèn)知:“任何技術(shù)都必須經(jīng)受市場(chǎng)的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。只有在真實(shí)的商業(yè)摸爬滾打中汲取客戶反饋、完成技術(shù)迭代,才能真正撬動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合?!?/p>
同年,武漢一堯科技有限公司正式成立。談及命名,張靜宇寄予宏大的愿景:“堯字節(jié)(Yottabyte)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的最大單位。我們希望給全球用戶提供一個(gè)堯字節(jié)級(jí)別的低成本、長(zhǎng)壽命數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案,做信息產(chǎn)業(yè)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的‘壓艙石’?!?/p>
目前,超大容量玻璃硬盤已實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn),存儲(chǔ)設(shè)備具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并實(shí)現(xiàn)全國(guó)產(chǎn)化。產(chǎn)品正逐步進(jìn)入數(shù)據(jù)中心、檔案館、博物館、醫(yī)療影像及安防監(jiān)控等關(guān)鍵領(lǐng)域,未來(lái)還將面向個(gè)人用戶提供永久數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案,讓珍貴的記憶跨越時(shí)光,長(zhǎng)久留存。

張靜宇與團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行技術(shù)交流(央廣網(wǎng)發(fā) 受訪者供圖)
存儲(chǔ),就是“記憶”
在張靜宇看來(lái),存儲(chǔ)不僅是技術(shù)問(wèn)題,更關(guān)乎人類文明的傳承。“在英語(yǔ)里,存儲(chǔ)有兩個(gè)詞——storage和memory。后者,也是‘記憶’的意思?!彼f(shuō),數(shù)據(jù)不只是“0”和“1”,它可能是一張泛黃的老照片,一段家人的溫情視頻。“我們想做的,就是讓這些有溫度的記憶,能夠永久、低成本保存下去?!?/p>
從結(jié)繩記事到甲骨刻字,從竹簡(jiǎn)帛書到硬盤光盤,人類尋找“記憶容器”的探索從未止步?!安AТ鎯?chǔ)很可能就是那個(gè)終極解決方案?!睆堨o宇語(yǔ)氣平靜,卻透著一股堅(jiān)定,“科技是第一生產(chǎn)力。對(duì)于年輕科研工作者來(lái)說(shuō),大膽擁抱新工具、新思維,現(xiàn)在就是最好的時(shí)代?!?/p>
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