The post has been translated automatically. Original language: Russian
Is it possible to record the entire Internet on a piece of glass?
Scientists have already developed a technology for recording information into quartz glass using ultrashort (femtosecond) laser pulses. Tiny structures of just a few hundred nanometers are created inside the glass. They encode data not only in X, Y, and Z coordinates, but also in two additional parameters (the size and orientation of the structure). Therefore, this technology is called 5D data storage. Is it possible to record the entire internet? If we talk about today's Internet, estimates of its volume vary greatly, but we are talking about at least tens to hundreds of zettabytes of data (1 zettabyte = billion terabytes). Much of this data is constantly changing: videos, photos, backups, databases, and more. Modern experimental glass media are not yet able to accommodate the entire Internet on one piece of glass. However, the technology itself has a very high potential storage density. Some studies show that a small quartz glass disk can store hundreds of terabytes of data, and in the future this figure may become even higher.
And why glass?
Why glass? Because glass almost does not age, is not afraid of water and magnetic fields, can withstand high temperatures, can store information for thousands, and under ideal conditions, even millions or billions of years.
Is it possible to store information on other materials?
In fact, almost any material can be used as a storage medium if there is a way to change its state and then read these changes. Paper - information is stored in the form of ink or pencil. This is one of the oldest data carriers. But the paper may burn and a lot of information may not fit. Wood - you can carve, burn, or print text. It is suitable for storing information, but it is short-lived. But wood, like paper, can burn or rot. Silicon is the basis of modern SSDs, flash drives, and memory chips. Information is stored in the form of electrical charges. Magnetic materials - hard drives and magnetic tapes record data by changing the direction of the magnetic domains. DNA scientists are already able to record digital data into DNA molecules. The storage density is so high that theoretically a few grams of DNA can hold data volumes comparable to all modern data centers. Metal/stone - information can be engraved or even recorded with a laser into the microstructure of the surface.
Which material is considered the most promising?
Today, quartz glass is among the most promising for long-term information storage: quartz glass for archives for thousands and millions of years, DNA for the most dense storage of huge amounts of data, crystals and diamond for specialized scientific technologies of the future.
Who and when came up with the idea of storing information like this?
The idea of storing information on unusual materials did not come from one person - different technologies were created by different scientists.1. Glass storage Peter Kazansky and his research group are considered to be the main pioneers of this technology. In 2013, they demonstrated 5D optical recording technology in quartz glass using a femtosecond laser. It was this work that made the glass carriers world famous.2. Storage in DNA The idea of using DNA as a digital data carrier appeared at the end of the 20th century, and the first successful experiments were conducted by several scientific groups. One of the most famous was a team of scientists from Harvard Medical School in 2012.3. The general idea of super-dense storage was greatly influenced by Richard Feynman. Back in 1959, he suggested that in the future people would be able to record huge amounts of information in extremely small structures. The technology didn't exist then, but his ideas inspired the development of nanotechnology.The name of the very first person who came up with the idea of storing information on materials is unknown, because it was a long time ago. For example, rock carvings (about 40-50 thousand years ago) - ancient people painted animals, people and hunting scenes on cave walls. These were the first known ways to save information. Clay tablets In ancient Mesopotamia, the Sumerians began writing cuneiform script on raw clay, which was then fired. This is one of the first real information recording systems. Papyrus - In ancient Egypt, papyrus began to be used to store texts, laws, and letters. Later, parchment, paper appeared, and thousands of years later, magnetic disks, flash memory, glass media, and DNA.
Why do I need to store information on materials?
Storing information on materials is necessary in order to preserve knowledge and pass it on to other people or future generations. Preserve knowledge - books, scientific discoveries, maps and documents do not disappear after a person has written them. To share information with others, you can send an email, leave instructions, or save the story for posterity. Store huge amounts of data - photos, videos, music, websites, programs, and backups. Protect important information - government archives, medical records, financial documents, and research results. Save data for a very long time - some materials, such as quartz glass, can store information much longer than conventional hard drives. Storing information on materials is necessary so that knowledge does not disappear. Thanks to this, humanity preserves its history, culture, scientific discoveries and digital data, as well as passes them on to the next generations.
Можно ли записать весь интернет на кусок стекла?
Учёные уже разработали технологию записи информации в кварцевое стекло с помощью сверхкоротких (фемтосекундных) лазерных импульсов. Внутри стекла создаются крошечные структуры размером всего несколько сотен нанометров. Они кодируют данные не только по координатам X, Y и Z, но ещё по двум дополнительным параметрам (размер и ориентация структуры). Поэтому такую технологию называют 5D-хранением данных. Можно ли записать весь интернет? Если говорить о сегодняшнем интернете, то оценки его объёма сильно различаются, но речь идёт как минимум о десятках-сотнях зеттабайт данных (1 зеттабайт = миллиард терабайт). Значительная часть этих данных постоянно меняется: видео, фотографии, резервные копии, базы данных и многое другое. Современные экспериментальные стеклянные носители пока не способны вместить весь интернет на одном кусочке стекла. Однако сама технология обладает очень высокой потенциальной плотностью хранения. Некоторые исследования показывают, что небольшой диск из кварцевого стекла может хранить сотни терабайт данных, а в будущем эта цифра может стать ещё больше.
А почему именно стекло?
Почему именно стекло? Потому что стекло почти не стареет, не боится воды и магнитных полей, выдерживает высокие температуры, может сохранять информацию тысячи, а при идеальных условиях - даже миллионы или миллиарды лет.
Можно ли хранить информацию на других материалах?
На самом деле почти любой материал можно использовать как носитель информации, если существует способ изменить его состояние и затем считать эти изменения. Бумага - информация хранится в виде чернил или карандаша. Это один из самых старых носителей данных. Но бумага может сгореть и много информации не поместиться. Дерево - можно вырезать, выжигать или печатать текст. Подходит для хранения информации, но недолговечно. Но дерево тоже как и бумага может сгореть или сгнить. Кремний - основа современных SSD, флешек и микросхем памяти. Информация хранится в виде электрических зарядов. Магнитные материалы - жёсткие диски и магнитные ленты записывают данные, изменяя направление магнитных доменов. ДНК - учёные уже умеют записывать цифровые данные в молекулы ДНК. Плотность хранения настолько велика, что теоретически несколько граммов ДНК могут вместить объёмы данных, сопоставимые со всеми современными дата-центрами. Металл/камень - информацию можно выгравировать или даже записать лазером в микроструктуру поверхности.
Какой материал считается самым перспективным?
На сегодняшний день среди самых перспективных для долговременного хранения информации выделяют:кварцевое стекло - для архивов на тысячи и миллионы лет,ДНК - для максимально плотного хранения огромных объёмов данных,кристаллы и алмаз - для специализированных научных технологий будущего.
Кто и когда придумал хранить информацию вот так?
Идея хранить информацию на необычных материалах появилась не у одного человека - разные технологии создали разные учёные.1. Хранение на стеклеГлавным пионером этой технологии считается Питер Казанский со своей исследовательской группой. В 2013 году они продемонстрировали технологию 5D - оптической записи в кварцевом стекле с помощью фемтосекундного лазера. Именно эта работа сделала стеклянные носители всемирно известными.2. Хранение в ДНКИдея использовать ДНК как носитель цифровых данных появилась ещё в конце XX века, а первые успешные эксперименты были проведены несколькими научными группами. Одной из самых известных стала команда учёных из Гарвардская медицинская школа в 2012 году.3. Общая идея сверхплотного храненияБольшое влияние оказал Ричард Фейнман. Ещё в 1959 году он предположил, что в будущем люди смогут записывать огромные объёмы информации в чрезвычайно маленьких структурах. Тогда технологии ещё не существовало, но его идеи вдохновили развитие нанотехнологий.Имя самого первого человека который придумал хранить информацию на материалах неизвестно, ведь это было ещё давно. Например наскальные рисунки (около 40-50 тысяч лет назад) - древние люди рисовали на стенах пещер животных, людей и сцены охоты. Это были первые известные способы сохранять информацию. Глиняные таблички в древней Месопотамия шумеры начали писать клинопись на сырой глине, которую затем обжигали. Это одна из первых настоящих систем записи информации. Папирус - в Древнем Египте начали использовать папирус для хранения текстов, законов и писем. Позже появились пергамент, бумага, а спустя тысячи лет - магнитные диски, флеш-память, стеклянные носители и ДНК.
Зачем нужно хранить информацию на материалах?
Хранение информации на материалах нужно для того, чтобы сохранить знания и передать их другим людям или будущим поколениям. Сохранить знания - книги, научные открытия, карты и документы не исчезают после того, как человек их написал. Передать информацию другим - можно отправить письмо, оставить инструкцию или сохранить историю для потомков. Хранить огромные объёмы данных - фотографии, видео, музыку, сайты, программы и резервные копии. Защитить важную информацию - государственные архивы, медицинские записи, финансовые документы и результаты научных исследований. Сохранить данные на очень долгий срок - некоторые материалы, например кварцевое стекло, могут хранить информацию намного дольше обычных жёстких дисков. Хранение информации на материалах нужно, чтобы знания не исчезли. Благодаря этому человечество сохраняет свою историю, культуру, научные открытия и цифровые данные, а также передаёт их следующим поколениям.
Share
