科技日报记者 王春
9月29日，上海理工大学智能科技学院顾敏院士、张启明教授团队在《自然・光子学》发表成果，提出单光束多维光存储新方案，使单个三维存储点区分1024种状态，对应10bit信息容量，DVD尺寸介质理论存储容量约0.4Pb，数据读取可靠性超过99.99%。
随着人工智能训练数据、科研数据和医学影像等冷数据规模持续激增，Pb级高密度存储成为刚需。“传统二进制存储，一个记录单元只有‘0’和‘1’两种状态，而我们的技术让一个记录点拥有1024种可区分状态。”张启明解释，过去需多个记录单元共同承载的信息，现在可通过提高单个记录点的信息容量完成，光存储扩容不再只能靠缩小记录点或增加层数，还能让“一个点存更多信息”。
实现Pb级超高密度存储，传统路线往往需双束光协同写入和读取，带来精密配准、稳定控制等难题。团队此次以单束单色光分别完成写入和读取，攻克了双光束协同带来的系统难题，打破了高容量光存储对双光束架构的依赖，高速扫描写入与宽场并行读取进一步提升了数据通量。
团队还展望了存算一体化的应用前景。一个10bit存储点完成原有8bit灰度存储后，多出的2bit可为原位光学人工智能训练提供附加编码空间，未来同一单元兼具存储与计算能力，有望实现“零距离存算一体化”。在现有0.4Pb基础上，若层间距由5μm压缩至1μm、灰阶编码拓展至万级，理论容量有望提升至约20Pb。
“面向未来海量数据存储，Pb容量并非唯一衡量指标。”顾敏表示，真正走向应用还要兼顾读写速度、系统复杂度和设备集成能力，此次研究从信息维度和读写架构两方面拓展了光存储发展路径，为Pb级乃至更高容量光存储走向工程化和产业化创造了条件。
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