Une percée révolutionnaire en matière de stockage de données pour 1000 téraoctets sur un seul DVD

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Stockage de données DVD, par LensFusion via MorguefileNous vivons dans un monde où l'information numérique explose. Environ 90% des données mondiales a été généré au cours des deux dernières années . La question évidente est: comment pouvons-nous tout stocker?

Une nouvelle technique a été développée pour permettre à la capacité de données d'un seul DVD d'augmenter de 4,7 gigaoctets actuels à un étonnant 1 000 téraoctets, soit l'équivalent de 50 000 films haute définition.


Alors, comment ont-ils réussi à obtenir une telle augmentation du stockage de données? Avec Richard Evans, du CSIRO, ils ont d'abord expliqué le processus Communications de la nature , ainsi qu'un document d'information sur la façon dont les données sont stockées sur des disques optiques tels que des CD et des DVD:

Les bases du stockage numérique

Bien que les disques optiques soient utilisés pour transporter des logiciels, des films, des jeux et des données privées, et présentent de grands avantages par rapport aux autres supports d'enregistrement en termes de coût, de longévité et de fiabilité, leur faible capacité de stockage de données est leur principal facteur limitant.

Le fonctionnement du stockage optique des données est assez simple. Lorsque vous gravez un CD, par exemple, les informations sont transformées en chaînes de chiffres binaires (0 et 1, également appelés bits). Chaque bit est ensuite «gravé» au laser dans le disque, à l'aide d'un seul faisceau de lumière, sous forme de points.

La capacité de stockage des disques optiques est principalement limitée par les dimensions physiques des points. Mais comme la taille du disque et la taille des points sont limitées, de nombreuses méthodes actuelles de stockage de données, telles que les DVD et les disques Blu-ray, continuent d’avoir une faible densité de stockage.


Pour contourner cela, nous avons dû examiner les lois fondamentales de la lumière.

Contournement de la limite d'Abbe

Ernst Abbe, optométriste scientifiqueEn 1873, le physicien allemand Ernst Abbe a publié une loi qui limite la largeur des faisceaux lumineux.


Sur la base de cette loi, le diamètre d'un spot lumineux, obtenu en focalisant un faisceau lumineux à travers une lentille, ne peut être inférieur à la moitié de sa longueur d'onde - environ 500 nanomètres (500 milliardièmes de mètre) pour la lumière visible.

Et bien que cette loi joue un rôle énorme dans la microscopie optique moderne, elle constitue également une barrière à tout effort des chercheurs visant à produire des points extrêmement petits - dans la région du nanomètre - à utiliser comme bits binaires.

Dans notre étude, nous avons montré comment briser cette limite fondamentale en utilisant une méthode à deux faisceaux lumineux, avec des couleurs différentes, pour enregistrer sur des disques au lieu de la méthode conventionnelle à faisceau unique.

Les deux faisceaux doivent respecter la loi d'Abbe, ils ne peuvent donc pas produire de petits points individuellement. Mais nous avons donné aux deux faisceaux des fonctions différentes:


  • Le premier faisceau a une forme ronde et sert à activer l'enregistrement. Nous l'avons appelé le faisceau d'écriture
  • Le deuxième faisceau joue une fonction anti-enregistrement, inhibant la fonction du faisceau d'écriture

Les deux poutres se sont alors superposées. Lorsque le deuxième faisceau annulait le premier dans son anneau en anneau, le processus d'enregistrement était étroitement confiné au centre du faisceau d'écriture.

Cette nouvelle technique produit une tache focale efficace de neuf nanomètres - soit un dix millième du diamètre d'un cheveu humain.

La technique, en termes pratiques

Nos travaux auront un impact considérable sur le développement de dispositifs super-compacts ainsi que sur la recherche en nanosciences et nanotechnologies.

La fonction de pénétration exceptionnelle des faisceaux lumineux permet l'enregistrement ou la fabrication 3D, ce qui peut augmenter considérablement le stockage des données - le nombre de points - sur un seul appareil optique.

La technique est également rentable et portable, car seuls des éléments optiques et laser conventionnels sont utilisés, et permet le développement d'un stockage optique de données à longue durée de vie et à faible consommation d'énergie, qui pourrait être une plate-forme idéale pour un centre de Big Data.

Comme le taux d'informations générées dans le monde continue d'accélérer , l'objectif d'une plus grande capacité de stockage dans les appareils compacts se poursuivra. Notre percée a mis cet objectif à notre portée.

Article rédigé par Min Gu , Université de technologie de Swinburne, etun lauréat de l'Australian Research Council; Yaoyu Cao , Université de technologie de Swinburne, et Zongsong Gan , Université de technologie de Swinburne

Réimprimé avec permission. Publié à l'origine à La conversation .

Photo de DVD par LensFusion via Morguefile