ذخیره‌سازی اطلاعات روی شیشه با استفاده از لیزر
به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ نوارهای مغناطیسی و دیسک‌های سخت بیشترین حجم از اطلاعات جهان را در خود ذخیره کرده‌اند. این ۲ منبع ذخیره‌سازی در مقایسه با دیگر انواع حافظه‌ها هزینه تولید کمتر و قابلیت اطمینان بیشتری را دارند. به علاوه این حافظه‌ها غیر فرار بوده و برای حفظ اطلاعات نیازی دائمی به منبع انرژی ندارند. در حال حاضر طیف گسترده‌ای از کاربران به این حافظه‌ها اعتماد کرده و قصد دارند تا چندین دهه آینده از آن استفاده کنند؛ اما به نظر می‌رسد به زودی نوع دیگری از انواع ابزارهای ذخیره‌سازی در دسترس قرار گیرد. در روش جدید از یک لیزر سریع برای ذخیره‌سازی اطلاعات روی شیشه‌ای با قطر 2 میلی‌متر استفاده خواهد شد.
محققان دانشگاه ساوت‌همپتون در سال 2013 موفق شده بودند یک نمونه از منبع ذخیره‌سازی نوری را در محیط آزمایشگاهی توسعه بدهند. مدتی پس از آن بخش تحقیقات مایکروسافت با هدفی مشابه پروژه سیلیکا (Silica) را راه‌اندازی کرد. این شرکت در نوامبر سال 2019 اعلام کرد نمونه اولیه‌ای از طرح اثبات مفهوم خود را به وجود آورده و با موفقیت یک فیلم سینمایی را روی آن ذخیره کرده است. این شیشه 75.5 گیگابایت اطلاعات را در خود نگهداری می کند.
پژوهشگران معتقدند با استفاده از روش یاد شده می‌توان از نظر تئوری 360 ترابایت اطلاعات را روی شیشه‌ای با ابعاد DVD ذخیره کرد. برای مقایسه پاناسونیک قصد دارد دیسک‌های نوری با ظرفیت یک ترابایت ایجاد کند. سیگیت (Seagate) و وسترن دیجیتال نیز به طور مشابه قصد دارند تا سال 2026 حافظه‌هایی با ظرفیت 50 تا 60 ترابایت تولید کنند.
سازمان بین‌المللی داده (International Data Corp) در گزارش خود پیش‌بینی کرده است که حجم داده‌های تولید شده تا سال 2025 به 175 زتابایت می‌رسد که رشد چشم‌گیری را نسبت به 33 زتابایت در 2018 نشان می‌دهد. با وجود این که تنها حجم کمی از این داده‌ها نیاز به ذخیره‌سازی دارند؛ اما همچنان به نظر می‌رسد توانایی پاسخگویی به نیاز آینده را نداشته باشند.
یکی از اهداف مایکروسافت به منظور توسعه فناوری مذکور به بهبود فضای ابری ذخیره‌سازی به واسطه نور است. علاوه بر مایکروسافت سیگیت نیز روی فناوری مشابهی کار می‌کند. جان موریس (John Morris)، مدیر ارشد داده سیگیت توضیح داد، هدف آن‌ها درک ظرفیت‌های ذخیره‌سازی اطلاعات به صورت نور روی شیشه است. وی چالش این فناوری را توسعه سامانه‌های شرح داد که بتواند با یک توان عملیاتی مناسب اطلاعات را ذخیره‌سازی و بازیابی کند.
در سامانه یاد شده لیزر، پالسی از اطلاعات را با سرعت بسیار بالا روی یک نقطه از شیشه تابانده و متمرکز می‌کند. همچنین جنس شیشه از سیلیس است. همان مانده‌ای که برای ساخت آینه شفاف تلسکوپ هابل از آن استفاده شد.
پالس لیزری ارسال شده، باعث تغییر حالت شیشه در نقطه کانونی آن شده، ساختار 3 بعدی کوچکی به نام وکسل (voxel) به وجود می‌آورد. وکسل در تعامل با قطبش نور می‌تواند چندین بیت از اطلاعات را در خود ذخیره کرده و به نمایش بگذارد.
مایکروسافت در حال حاضر می‌تواند صدها لایه وکسل را در شیشه به وجود آورد. محققان شرح دادند می‌توان یک مرتبه روی شیشه نوشت و اطلاعات را به دفعات بازیابی کرد. یکی از محققان توضیح داد در واقع این داده‌ها در داخل شیشه ذخیره می‌شوند، نه روی آن.
بازخوانی داده‌ها از روی شیشه به تجهیزات کاملاً متفاوتی نسبت به نمونه‌های امروزی نیاز دارد که یکی از چالش‌های این فناوری به حساب می‌آید. به منظور خواندن اطلاعات از روی شیشه محققان مجبور هستند انواع مختلفی از قطبش نور را روی وکسل‌های خاص پیاده‌سازی کنند. سپس نتیجه را با استفاده از یک دوربین عکاسی ذخیره کرده، به واسطه الگوریتم‌های یادگیری ماشینی، تصاویر را برای دستیابی به اطلاعات تحلیل کنند.
به علاوه روند خواندن و نوشتن هر وسکل به سختی غیرقابل اعتماد است و باید بتوان حجم پردازش‌های انجام شده برای این منظور را به حداقل رساند. مایکروسافت برای رفع این چالش‌ها از روش‌های تصحیح خطا استفاده کرده و موفق شده است سرعت انتقال اطلاعات را تا چندین مرتبه افزایش بدهد. با وجود این از اعلام سرعت فعلی خواندن و نوشتن اطلاعات خودداری کرده است.
با وجود این تعدادی از محققان پروژه اعتقاد دارند فناوری مذکور تا یک دهه آینده می‌تواند به یک رویکرد جایگزین برای ذخیره‌سازی اطلاعات تبدیل شود.
