باحثون صينيون يبتكرون تقنية لتخزين البيانات داخل الألماس

ابتكر باحثون من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، تقنية جديدة تتيح استخدام الألماس في تخزين كميات ضخمة من البيانات، لمدة تصل إلى ملايين السنين. 

وقد أظهرت الدراسات، أن تكنولوجيا التخزين باستخدام الألماس قد توفر سعة تخزين تصل إلى 1.85 تيرابايت لكل سنتيمتر مكعب. 

ورغم هذه السعة الكبيرة، يعتقد الباحثون أن الميزة الأهم تكمن في قدرة الألماس على الحفاظ على البيانات لفترات زمنية طويلة بفضل التقنية المستخدمة لترميز المعلومات داخل البنية الذرية للألماس.

وفي دراسة نشرت في مجلة Nature Photonics، أشار الفريق البحثي إلى تحسينات ملحوظة في زمن القراءة، إذ أظهرت اختبارات القراءة عالية السرعة دقة تجاوزت 99%.

وقال الباحثون في الورقة العلمية: "نقدم وسيط تخزين من الألماس يعتمد على مراكز الفراغ الفلورية كوحدات تخزين قوية، مع كثافة تخزين تبلغ 14.8 تيرابت لكل سنتيمتر مكعب، وزمن كتابة قصير يصل إلى 200 فيمتوثانية، وعمر افتراضي طويل جداً يمكن أن يمتد لملايين السنين دون الحاجة لصيانة".

وتعتبر هذه الاكتشافات قفزة كبيرة في مجال تخزين البيانات، مقارنة بالأقراص الصلبة المتقدمة التي تبلغ كثافة تخزينها حوالي تيرابايت واحد لكل سنتيمتر مكعب، فيما يمكن للأقراص البصرية المصنوعة من الألماس تخزين البيانات بكثافة أعلى بـ 2000 مرة من أقراص Blu-ray العادية.

كيف تعمل التقنية الجديدة؟ 

تتطلب هذه التقنية أساليب معقدة وغير متاحة تجارياً في الوقت الحالي، فقد قام الباحثون باستخدام أشعة ليزر فائقة السرعة لاستهداف قطع صغيرة من الألماس، مما يؤدي إلى إزاحة بعض ذرات الكربون وتشكيل فراغات ضمن الهيكل البلوري، وتعمل هذه الفراغات كمستودعات لتخزين البيانات.

على الرغم من أن هذه التقنية ليست قابلة للتطبيق تجارياً في الوقت الحالي بسبب ندرة المعدات وارتفاع تكاليفها، فإن الباحثين متفائلون بأن التطورات المستقبلية قد تؤدي إلى تصغير الحجم وتخفيض التكاليف، مما يجعلها أكثر توفراً واستخداماً.

في ظل تزايد الحاجة إلى تخزين كميات هائلة من البيانات، تبرز تقنيات جديدة قد تعيد تشكيل مستقبل وسائط التخزين. في الوقت الذي تستمر فيه تقنيات الشريط المغناطيسي والقرص الصلب في التطور، تظهر تقنيات مبتكرة تعتمد على الألماس، والزجاج، وحتى الحمض النووي كبدائل محتملة.

ويركز مشروع Silica التابع لشركة مايكروسوفت يركز على استخدام الزجاج كوسيط تخزين يمكنه تحمل الزمن دون تدهور. بحسب الباحث ريتشارد بلاك، المدير البحثي للمشروع، فإن الزجاج يمتاز بالاستدامة وطول العمر الافتراضي، مع تقليل الأثر البيئي مقارنةً بالوسائط التقليدية، إذ يتم تخزين البيانات في الزجاج باستخدام نبضات ليزر فائقة السرعة، مما يجعلها مناسبة لتخزين البيانات لفترات تمتد لعشرات الآلاف من السنين.

كما يُعد الحمض النووي أحد أكثر الوسائط كثافة واستدامة، إذ تعتمد تقنية تخزين البيانات في الحمض النووي على تحويل البيانات الرقمية إلى تسلسل جيني، ويتم تقسيمها إلى أجزاء صغيرة مع وضع عناوين تسهل إعادة تجميعها.

ولا تزال هذه التقنية قيد البحث والتطوير من قبل شركات ناشئة مثل Iridia، التي تسعى إلى تحسين كفاءة الكتابة والقراءة في الوسائط الجينية.