10 月 28 日消息，芝加哥大学和阿贡国家实验室的研究人员开发了一种新型光学存储技术，有望突破传统光盘存储的密度限制，实现超高密度存储。

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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”。

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