10 月 28 日消息，芝加哥大學和阿貢國家實驗室的研究人員開發了一種新型光學存儲技術，有望突破傳統光盤存儲的密度限制，實現超高密度存儲。

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在數字時代，CD 和 DVD 等傳統光盤存儲介質逐漸被流媒體和云存儲所取代。然而，科學家們可能找到了讓光盤存儲重煥生機的方法，并大幅提升其存儲密度。

據了解，研究人員通過將稀土元素原子嵌入固體材料中，并利用其與附近的量子缺陷之間的光子轉移來存儲數據。這項研究成果已發表在雜志上。

傳統光盤存儲面臨的一個主要挑戰是光的衍射極限。由于每個比特的大小不能小于讀寫激光波長，因此當前光學存儲的密度存在硬性上限。

研究人員提出了一種繞過這一限制的方法，即利用波長多路復用技術，將稀土發射體（如氧化鎂晶體）嵌入材料中。每個發射體使用略微不同的波長，從而可以在相同存儲空間內存儲更多數據。

研究人員首先對該技術的物理原理進行了建模和模擬，并設計了一個包含稀土原子的理論固體材料。該材料可以吸收和重新發射光子，而附近的量子缺陷則可以捕獲并存儲這些光子。

一個重要的發現是，當缺陷吸收來自附近原子的窄波長能量時，其自旋狀態會發生翻轉。一旦自旋狀態翻轉，幾乎不可能恢復，這意味著這些缺陷可以長期存儲數據。

雖然這是一個有希望的初步成果，但仍有一些關鍵問題需要解決。例如，需要驗證這些激發態的持久性。此外，研究人員尚未提供具體的容量估計，僅表示該技術具有“超高密度”的潛力。盡管存在挑戰，但研究人員對這項技術的前景充滿信心，稱其為“巨大的第一步”。

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