來源:【人民日?qǐng)?bào)中央廚房-一秒世界工作室】
二維碼能有多小?近期,奧地利維也納工業(yè)大學(xué)與德國賽拉比特?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)公司合作,在陶瓷薄膜上成功雕刻出面積僅1.977平方微米的二維碼。這項(xiàng)微觀存儲(chǔ)領(lǐng)域的突破,被確認(rèn)為目前全球最小的二維碼。“我們?cè)斐隽宋⑿ ⒎€(wěn)定且可反復(fù)讀取的二維碼,為人類信息的長(zhǎng)期保存打開了全新可能。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、維也納工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)研究所教授保羅·邁爾霍費(fèi)爾在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示。
這枚二維碼由研究人員利用聚焦離子束技術(shù)(用高速聚焦的離子流精準(zhǔn)轟擊材料表面,從而在微觀世界里完成“切割”或“雕刻”圖案的操作),刻寫在一種耐高溫、抗腐蝕的金屬陶瓷材料——氮化鉻薄膜上。這種材料常用于高性能切削刀具的涂層,具備極高的穩(wěn)定性。構(gòu)成二維碼的每個(gè)像素尺寸僅49納米,約為可見光波長(zhǎng)的1/10,肉眼無法捕捉其蹤跡,但在電子顯微鏡下,圖案清晰可辨。研究團(tuán)隊(duì)又用校準(zhǔn)后的掃描電子顯微鏡對(duì)其進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證,確認(rèn)二維碼可以被穩(wěn)定識(shí)別。
邁爾霍費(fèi)爾表示,打造“世界最小二維碼”并非團(tuán)隊(duì)最初目標(biāo),而是研究過程中自然產(chǎn)生的結(jié)果。他們真正關(guān)注的是如何在極小尺度下,讓信息結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)定存在,并能夠被可靠讀取。“制造極小的微觀結(jié)構(gòu)并不難,但問題在于,極小尺度上,原子會(huì)移動(dòng)位置或填補(bǔ)間隙,可能會(huì)使存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)丟失。如何在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持結(jié)構(gòu)完整性和足夠的讀取對(duì)比度,一直是巨大挑戰(zhàn)。”他表示,團(tuán)隊(duì)通過材料與制備工藝的創(chuàng)新,讓微型二維碼在電子顯微鏡下能夠穩(wěn)定讀取,信息不會(huì)因時(shí)間推移而衰減,實(shí)現(xiàn)了納米級(jí)結(jié)構(gòu)與長(zhǎng)期穩(wěn)定性的結(jié)合。新研制的二維碼不僅穩(wěn)固,且可重復(fù)讀取,其尺寸僅為原紀(jì)錄保持者的37%。
為何選擇陶瓷薄膜作為存儲(chǔ)載體?邁爾霍費(fèi)爾解釋說,陶瓷薄膜在化學(xué)和熱學(xué)上都極其穩(wěn)定。傳統(tǒng)電子存儲(chǔ)的電學(xué)狀態(tài)會(huì)隨著時(shí)間推移衰減,而陶瓷以物理比特(微小的坑洞等物理結(jié)構(gòu))的形式存儲(chǔ)信息,能夠抵抗擴(kuò)散、腐蝕與老化,無需任何能量輸入便可使數(shù)據(jù)在極長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定,徹底擺脫了能源依賴。理論上,這種存儲(chǔ)方式可實(shí)現(xiàn)數(shù)千年的數(shù)據(jù)保存,解決了長(zhǎng)期歸檔數(shù)據(jù)易丟失、高能耗的行業(yè)痛點(diǎn)。此外,這種存儲(chǔ)方式的容量也十分可觀,一個(gè)成年人手掌大小的陶瓷存儲(chǔ)盒(100×100×20毫米),理論上可存儲(chǔ)約290TB(太字節(jié))的原始數(shù)據(jù),相當(dāng)于約72個(gè)4TB移動(dòng)硬盤的總存儲(chǔ)量。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,這種基于納米物理結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式,在未來并不會(huì)取代日常高速存儲(chǔ)設(shè)備,更可能是作為一種“冷存儲(chǔ)”技術(shù),用于超長(zhǎng)期、零能耗的歸檔場(chǎng)景。例如檔案館、博物館、科研機(jī)構(gòu)等需要長(zhǎng)期保存重要數(shù)據(jù)的領(lǐng)域,都可能成為其潛在應(yīng)用方向。同時(shí),隨著全球數(shù)據(jù)量不斷增長(zhǎng),數(shù)據(jù)中心長(zhǎng)期運(yùn)行帶來的能源消耗問題也日益受到關(guān)注,類似這種低能耗、長(zhǎng)壽命的存儲(chǔ)技術(shù)就能更好地應(yīng)對(duì)這一難題。
北京工業(yè)大學(xué)物理與光電工程學(xué)院教授閆胤洲對(duì)本報(bào)記者表示,世界最小二維碼的誕生體現(xiàn)了目前微納制造領(lǐng)域的尖端技術(shù)水平,解決了傳統(tǒng)難加工材料表面極小結(jié)構(gòu)的制造難題,在顯著提升存儲(chǔ)密度的基礎(chǔ)上使數(shù)據(jù)記錄方式發(fā)生深刻變革,為大數(shù)據(jù)時(shí)代海量信息的低碳、超長(zhǎng)壽命數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了全新解決方案。
目前,這項(xiàng)技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段。邁爾霍費(fèi)爾坦言:“目前的主要挑戰(zhàn)在于,如何進(jìn)一步提升寫入速度、擴(kuò)大制備面積并研發(fā)出更高效實(shí)用的讀取方法。將實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的演示成果推向工業(yè)應(yīng)用,是下一階段的核心任務(wù)。”
(原標(biāo)題:最小二維碼 數(shù)據(jù)存千年(創(chuàng)新匯);《人民日?qǐng)?bào)》2026年5月29日第3版)
本文來自【人民日?qǐng)?bào)中央廚房-一秒世界工作室】,僅代表作者觀點(diǎn)。全國黨媒信息公共平臺(tái)提供信息發(fā)布及傳播服務(wù)。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶上傳并發(fā)布,本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.