图源 Pexels

在数字时代，CD 和 DVD 等传统光盘存储介质逐渐被流媒体和云存储所取代。然而，科学家们可能找到了让光盘存储重焕生机的方法，并大幅提升其存储密度。

据 了解，研究人员通过将稀土元素原子嵌入固体材料中，并利用其与附近的量子缺陷之间的光子转移来存储数据。这项研究成果已发表在《物理评论研究》杂志上。

传统光盘存储面临的一个主要挑战是光的衍射极限。由于每个比特的大小不能小于读写激光波长，因此当前光学存储的密度存在硬性上限。

研究人员提出了一种绕过这一限制的方法，即利用波长多路复用技术，将稀土发射体（如氧化镁晶体）嵌入材料中。每个发射体使用略微不同的波长，从而可以在相同存储空间内存储更多数据。

研究人员首先对该技术的物理原理进行了建模和模拟，并设计了一个包含稀土原子的理论固体材料。该材料可以吸收和重新发射光子，而附近的量子缺陷则可以捕获并存储这些光子。

一个重要的发现是，当缺陷吸收来自附近原子的窄波长能量时，其自旋状态会发生翻转。一旦自旋状态翻转，几乎不可能恢复，这意味着这些缺陷可以长期存储数据。

虽然这是一个有希望的初步成果，但仍有一些关键问题需要解决。例如，需要验证这些激发态的持久性。此外，研究人员尚未提供具体的容量估计，仅表示该技术具有“超高密度”的潜力。尽管存在挑战，但研究人员对这项技术的前景充满信心，称其为“巨大的第一步”。