как хранить данные внутри алмаза или стекла

Сохранение информации и поддержание доступа к ней на протяжении веков или тысячелетий, является одним из важных аспектов развития человеческой цивилизации. Недавно в этой области были достигнуты впечатляющие возможности, поскольку технология на основе алмазов позволяет хранить данные миллионы лет, а их объёмы измеряются в терабайтах.

> как можно записать информацию внутри алмаза ?..

Хранение данных внутри алмаза — это инновационная технология, которая использует уникальные свойства алмаза, чтобы сделать информацию устойчивой к времени, радиации и внешним воздействиям. Вот как это работает на практике:

Основной метод записи
Материал: Используется синтетический алмаз (часто с примесью азота), который уже содержит так называемые "центры азота-вакансии" (NV-центры). Эти центры — это дефекты в кристаллической решётке алмаза, где атом углерода заменён на азот, а рядом есть вакансия.

Процесс записи:

Лазерная обработка: Данные записываются с помощью фемтосекундного лазера (ультракороткие импульсы света). Лазер создаёт дополнительные вакансии в алмазе, изменяя состояние NV-центров. Каждое состояние центра может представлять бит информации (например, 0 или 1, в зависимости от ориентации спина электрона).

Кодировка данных: Информация преобразуется в двоичный код и "вписывается" в алмаз на наноуровне. Один кубический миллиметр алмаза может хранить до 1 терабайта данных — это как записать всю Библиотеку Конгресса США в крошечном объёме!

Чтение данных: Для извлечения информации используется микроскоп или лазер, который считывает флуоресценцию NV-центров. Алмаз не требует энергии для хранения — данные сохраняются пассивно.

Преимущества и вызовы
Долговечность: Алмаз выдерживает температуры до 1000°C, радиацию и даже ядерные взрывы. Теоретически, данные могут храниться миллионы лет.
Ограничения: Технология пока экспериментальная и дорогая. Запись требует точного оборудования, а чтение — специализированных устройств. Но учёные (например, из Гарварда и других институтов) активно развивают её для архивации важной информации, такой как геном человека или исторические записи.
Если вы интересуетесь деталями исследований, рекомендую почитать работы по NV-центрам в алмазе — это захватывающая область квантовой технологии ;

Алмазы — это ключ к надёжному и эффективному хранению данных. По сообщениям, поступающим из Китая, такой новый сценарий разработан учёными Поднебесной.

Исследования по этому поводу провели представители Китайского университета науки и технологий. В итоге учёные из Поднебесной добились результата в записи 1,85 терабайта данных на кубический сантиметр самого твёрдого и износостойкого минерала на планете. С особенностями проведённых экспериментов можно ознакомиться в публикации Nature Photonics.

Как вообще возможно хранить информацию в алмазах? Ключом к успеху было кодирование информации в атомной структуре алмаза. Таким образом, данные можно хранить и считывать миллионы лет. Что касается плотности записи этой инновационной технологией, она в 2000 раз выше, чем плотность записи на дисках Blu-ray.

Так как в качестве носителя данных, в разработанном китайскими учёными методе используется алмаз, накопитель может работать миллионы лет.
Для достижения этой цели члены исследовательской группы использовали осколки алмазов, обстреливаемые сверхбыстрыми лазерными импульсами. В результате часть атомов углерода внутри кристаллов была смещена, что привело к образованию специфических щелей в кристаллической решётке минерала.

Чтобы хранить информацию в этих структурах, учёные проконтролировали закономерности образования подобных разрывов. Конечно, нужно было получить также практическое подтверждение того, что их решение имеет смысл.

Чтобы убедиться, что предложенный метод действительно работает, авторы исследования решили закодировать в алмаз последовательность цифрового кода фотографий Эдварда Мейбриджа. Результаты оказались впечатляющими, поскольку реализованное решение обеспечило очень высокую точность.

Методы хранение и чтение информации с алмазов достигли эффективности более 99%. Это отличный результат, хотя здесь следует учитывать, что пока описываемая технология требует использования дорогостоящих решений, что и определяет её высокую стоимость.

Но, если в будущем в этом вопросе будут внесены улучшения, ;;технологию можно использовать везде, где речь идёт о хранении данных в течение очень длительного периода времени.

Идея интересная, хотя любой несовершенный кристалл постепенно самозалечивается, переходя в состояние с минимальной энергией.
Конечно, надо считать время такого перехода, но было бы интересно понять, на основе каких предположений они считают, что щели сохранятся миллионы лет?

dzen.ru/a/Z0w3_qr_73bVKuvx


Кристаллы 5D памяти на 360 ТБ будут хранить наши данные миллиарды лет

Что оставит после себя вид Homo sapiens? Как минимум огромную базу данных ведь были созданы революционные кристаллы вечности, которые однажды позволят нам достичь бессмертия.

Созданы вечные кристаллические 5D носители данных
Люди живут на Земле около 200 000 лет и, возможно, не будут жить здесь вечно. Что останется от нас? Возможно, данные, хранящиеся на инновационном носителе, смогут сохраняться миллионы или даже миллиарды лет.

Интересно то, что такой носитель вообще не нужно изобретать, ведь он всегда находился прямо у нас под носом – преподнесённый матушкой-природой. Учёные из Университета Саутгемптона перенесли в 5D-кристалл памяти весь геном человека — около 3 миллиардов оснований G, A, T и C.

Команда надеется, что это может стать моделью, своего рода резервной копией, которая позволит Homo sapiens. Воскреснуть, когда вымрет. Такую технологию можно использовать для создания постоянной записи геномов исчезающих видов растений и животных.

Профессор Питер Казанский из Университета Саутгемптона говорит:

Из других работ мы знаем, что генетический материал простых организмов можно синтезировать и использовать в существующей клетке для создания живого образца в лаборатории. Кристалл 5D-памяти открывает возможность другим исследователям создать вечное хранилище геномной информации, из которого можно было бы восстановить сложные организмы, как растения и животные, если бы наука позволила это в будущем.
5D-кристаллы памяти как капсулы времени
Кристалл 5D-памяти был разработан Исследовательским центром оптоэлектроники (ORC) университета Саутгемптона с использованием наноструктурированного стекла.

Его иногда называют «Кристаллом Супермена», отсылка к фильму 1978 года «Супермен», в котором кристалл памяти содержал ИИ-версию Джор-Эла, биологического отца супергероя.

Кристалл имеет структуру плавленого кварца, одного из самых химически и термически стойких материалов на Земле. Он выдерживает экстремальные температуры, как мороз, огонь и температуру до 1000 ;C.

Кристалл даже выдерживает прямое воздействие силой до 10 тонн на см. кв. и остаётся нечувствительным к длительному воздействию космического излучения.

Исследователи использовали сверхбыстрые (фемтосекундные) лазеры для точной записи данных в наноструктурированные пустоты, ориентированные в кремнезёме, с размерами элементов всего 20 нанометров.

В отличие от маркировки только поверхности двумерного листа бумаги или магнитной ленты, этот метод кодирования использует два оптических измерения и три пространственные координаты для записи по всему материалу — отсюда и «5D» в названии. Он позволяет сохранить до 360 ТБ (терабайт) данных.

Кристалл также был создан таким образом, чтобы любой разум, обнаруживший его в будущем — человек, машина или инопланетянин — знал, как использовать содержащуюся в нём информацию.

Ключ показывает универсальные элементы (водород, кислород, углерод и азот), четыре основания молекулы ДНК (аденин, цитозин, гуанин и тимин), а также их молекулярную структуру, где они располагаются в двойной спирали ДНК и как гены расположены в хромосоме.

В настоящее время невозможно синтетически создать людей, растения и животных, используя только генетическую информацию. Но в последние годы в синтетической биологии были достигнуты значительные успехи.

В том числе создание синтетической бактерии командой доктора Крейга Вентера в 2010 году. Кристаллы хранятся в архиве «Память человечества» — специальной капсуле времени в соляной пещере Гальштате, Австрия.

dzen.ru/a/Zu_twLRXXAz4U48D