我国科学家提出单光束多维光存储新方案：DVD 尺寸容量可达 0.4 Pb
上海理工大学智能科技学院的顾敏院士与张启明教授团队，于今日在《自然·光子学》期刊上在线发布了他们的研究成果，成功自主研发了一项单光束多维光存储技术。
这项创新使得单个三维存储点能够区分多达1024种状态，对应10比特的信息容量，并实现了高速的数据写入以及宽场条件下的并行读取。在DVD尺寸的介质上，理论存储容量约为0.4 Pb，而数据读取的可靠性超过了99.99%。
在传统的二进制存储体系中，一个记录单元通常只具备“0”和“1”两种状态。张启明指出，新技术让一个记录单元拥有了1024种可区分的状态。
过去需要多个记录单元才能承载的信息，现在可以通过提升单个记录点的信息容量来达成。光存储容量的提升不再仅仅依赖于缩小记录点尺寸或增加层数。
以8K灰度图像为例，一个像素拥有256种灰度取值，这需要8个二进制单元来存储。一个10比特的存储点在完成8比特灰度存储后，剩余的2比特可以为原位的AI训练提供编码空间。
传统的超分辨光存储方法通常需要双束光协同进行写入和读取，这带来了精密配准、稳定控制等系统层面的难题。而该团队此次采用单束单色光分别完成写入和读取，打破了高容量光存储对双光束读写架构的依赖。
在现有0.4 Pb的基础上，如果将层间距从5微米压缩至1微米，并将灰阶编码扩展至万级，理论容量有望提升至大约20 Pb。
顾敏表示，面向未来的海量数据存储，Pb容量并非唯一的衡量标准。要真正投入实际应用，还需要兼顾读写速度、系统复杂度以及设备的集成能力。
博士生张慧和Simone Lamon副研究员为论文的共同第一作者；Simone Lamon副研究员、刘丽英教授、张启明教授与顾敏院士为共同通讯作者。上海理工大学是论文的第一署名单位，复旦大学和东南大学为合作完成单位。