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2 月 18 日 ， 微軟的玻璃芯片問世并登上 Nature 論文 ， 研究人員利用飛秒激光在硼硅玻璃中刻錄相位體素的光學存儲技術 ， 一塊僅 2 毫米厚的玻璃片可以容納 4.8TB 數據 ， 這相當于大約 200 萬本印刷書籍或 5000 部超高清電影 。
（來源：Nature）
簡單來說 ， 該技術就是把數據寫進玻璃里 。 這塊兩毫米薄、巴掌大小的方形玻璃里 ， 所塞進去的數據足以裝下近千部高清電影 。
這項技術利用光的相位差異在四維空間編碼信息 ， 只需單次激光脈沖寫入 ， 成品玻璃理論上可保存 1 萬年而不需維護 ， 能抵御磁帶、硬盤等傳統介質的衰減與惡意篡改 ， 有望徹底改變數據歸檔與數字遺產保存方式 。
此次研究使用的技術叫做 Project Silica ， 中文是二氧化硅項目 。 硅 ， 是沙子的主要成分 。 日常家中的窗戶、烤箱門甚至微波爐轉盤 ， 使用的都是同一種材料也就是硼硅鹽酸玻璃 。 這種玻璃便宜、透明、耐熱、防水、不會生銹 。 但問題是怎么把數據寫進去 。
微軟團隊使用了一臺飛秒激光器 。 飛秒非常短 ， 一飛秒是一千萬億分之一秒 ， 比眨一下眼睛還要快許多倍 。 這么短促的激光脈沖打進玻璃 ， 會在焦點處產生高溫高壓 ， 從而改變那一小塊玻璃的結構 。 他們把這個小斑點叫做 voxel ， 等于就是玻璃里的一個像素點 。
（來源：微軟）
傳統技術需要使用很多個脈沖激光才能寫一個點 ， 速度非常之慢 。 這項研究則搞定了兩件事：一是把每個點的寫入時間壓縮到一個脈沖 ， 二是讓激光束分成四條同時刻寫 。 現在的寫入速度是每秒 6500 萬比特 ， 雖然距離硬盤還差得遠 ， 但是作為檔案存儲已經夠用 。
在讀取數據的時候 ， 不需要把玻璃插進什么特制的機器 ， 只需要一臺顯微鏡加一個攝像頭 。 激光掃過玻璃 ， 不同結構的點會產生不同的亮度 ， 攝像頭拍下來之后 ， 軟件再把這些亮暗點翻譯回 0 和 1 。 以前的讀取設備需要三個攝像頭才能分清楚偏振方向 ， 現在使用一個攝像頭就夠了 ， 成本直接砍掉一大半 。
為了讓玻璃能夠存更多層 ， 他們把數據一頁一頁摞起來 ， 每層間隔只有幾微米 。 一束激光掃過去 ， 一次能夠讀到三十多層的信息 。 整塊玻璃摞了三百多層 ， 總厚度只有兩毫米 。
（來源：微軟）
那么 ， 一萬年是怎么算出來的？微軟團隊使用了一種名為加速老化的方式 。 他們把寫好數據的玻璃放進烤箱 ， 加熱到四百多攝氏度 ， 觀察那些結構在多久之后會消失 。 高溫會加速分子的運動 ， 也會讓時間快進 。 把高溫下的衰減速度畫成曲線 ， 再往回推算到常溫 ， 結果就是一萬年 。
當時 ， 實驗室里的一萬年不等于現實世界的一萬年 。 萬一玻璃摔碎了 ， 數據一樣會丟失 。 所以 ， 這套系統還設計了一個機械臂玻璃庫 ， 機器人會把你要讀取的那塊玻璃從架子上取下來送到顯微鏡下掃描 。 多塊玻璃之間還可以互相備份 ， 假如壞了一塊能夠從別的塊補回來 。
（來源：微軟）
它最直接的應用場景是用在檔案館、圖書館和博物館 。 那些需要永久保存的孤本古籍、歷史影像和科研數據 ， 再也不用每隔幾年拷貝一次 。 目前 ， 音樂版權公司已經找到微軟談合作 ， 有個叫 Global Music Vault 的項目 ， 正打算把世界各地的音樂存進玻璃 ， 埋到北極的冰層下面 ， 讓一萬年后的人類還能聽到今天的聲音 。
事實上 ， 華納兄弟幾年前就曾和微軟合作把一部《超人》電影存進了一塊石英玻璃里 。 甚至有人還想用它做一個“金唱片” 。 四十多年前 ， 旅行者號探測器帶著一張鍍金銅唱片飛出太陽系 ， 上面錄了地球的影像和聲音 。 現在 ， 有一只科研團隊正在眾籌新一代的“金唱片” ， 他們打算使用本次微軟團隊打造的玻璃作為介質 ， 存進更多影像、語言和音樂 。 讓未來無論誰撿到它 ， 都可以讀懂我們二十一世紀的人類 。
那么 ， 這項技術何時能夠用在手機上？這可能還為時尚早 ， 無論是讀寫速度、設備成本還是玻璃的標準化生產 ， 都還需要時間 。 但是 ， 本次成果至少告訴我們 ， 數據并非只能存在于電和磁里 ， 也可以被裝入玻璃里 。
參考資料：
相關論文 https://www.nature.com/articles/s41586-025-10042-w
https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/project-silicas-advances-in-glass-storage-technology/
【微軟新技術把玻璃變成硬盤，一塊存五千部電影，一萬年不丟數據】排版：胡巍巍
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