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Stockage optique de données 5D

Le stockage optique de donnĂ©es 5D (parfois connu sous le nom de cristal Ă  mĂ©moire de Superman, en rĂ©fĂ©rence au cristaux de mĂ©moires utilisĂ©s dans les films Superman[1]) est un verre nanostructurĂ© pour l'enregistrement de donnĂ©es numĂ©riques 5-D[2] en utilisant un procĂ©dĂ© d'Ă©criture laser femtoseconde[3]. Le cristal Ă  mĂ©moire peut stocker jusqu'Ă  360 tĂ©raoctets (To) de donnĂ©es[4] - [5] pendant des milliards d'annĂ©es[6] - [7] - [8] - [9]. Le concept a fait l'objet d'une dĂ©monstration expĂ©rimentale en 2013[10] - [11] - [12]. À partir de 2018, la technologie est utilisĂ©e en production par l'Arch Mission Foundation ; ses premier et deuxiĂšme disques ont Ă©tĂ© donnĂ©s Ă  Elon Musk qui en conserve un dans sa bibliothĂšque personnelle et l'autre Ă©tant placĂ© Ă  bord du Tesla Roadster dans l'espace[13].

Conception technique

Le concept fait appel au stockage optique de masse de donnĂ©es dans des matĂ©riaux transparents non photosensibles tels que le quartz fondu, rĂ©putĂ© pour sa grande stabilitĂ© chimique et sa rĂ©sistance. L'Ă©criture Ă  l'aide d'un laser femtoseconde a Ă©tĂ© proposĂ©e et dĂ©montrĂ©e pour la premiĂšre fois en 1996[1] - [14]. Le support de stockage se compose de quartz fondu oĂč les dimensions spatiales, l'intensitĂ©, la polarisation et la longueur d'onde sont utilisĂ©es pour coder les donnĂ©es. En introduisant des nanoparticules d'or ou d'argent dans le matĂ©riau, leurs propriĂ©tĂ©s plasmoniques peuvent ĂȘtre exploitĂ©es[1].

Jusqu'Ă  18 couches ont Ă©tĂ© testĂ©es en utilisant des paramĂštres optimisĂ©s avec une Ă©nergie d'impulsion lumineuse de 0,2 microjoule, une durĂ©e de 600 femtosecondes et une frĂ©quence de rĂ©pĂ©tition de 500 kHz. Les essais de durabilitĂ© Ă  l'aide de mesures de vieillissement accĂ©lĂ©rĂ© montrent que le temps de dĂ©croissance des nanogrammes est de 3 Ă— 1020±1 ans Ă  tempĂ©rature ambiante (30 °C). À une tempĂ©rature Ă©levĂ©e de 189 °C, le temps de dĂ©composition extrapolĂ© est comparable Ă  l'Ăąge de l'Univers (13,8 Ă— 109 annĂ©es). En enregistrant des donnĂ©es avec un objectif d'ouverture numĂ©rique de 1,4 NA et une longueur d'onde de 250-350 nanomĂštres, on peut atteindre une capacitĂ© de 360 tĂ©raoctets[1].

On justifie la dĂ©signation « 5D » parce que les informations utilisent comme paramĂštre la taille, l'orientation et les trois dimensions spatiales. Elles peuvent ĂȘtre lues Ă  l'aide d'une combinaison d'un microscope optique et d'un polariseur[15]. La technique a Ă©tĂ© dĂ©montrĂ©e pour la premiĂšre fois en 2010 par le laboratoire de Kazuyuki Hirao Ă  l'universitĂ© de Kyoto[16]. De plus, la technologie a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ©e par le groupe de recherche de Peter Kazansky au Centre de recherche en opto-Ă©lectronique de l'universitĂ© de Southampton[17] - [18] - [19] - [20].

Notes et références
  1. (en) P. Kazansky et al., « Eternal 5D data storage via ultrafast-laser writing in glass », SPIE Newsroom,‎ (lire en ligne)
  2. The five dimensions consist of the size,orientation and the three-dimensional position of the nanostructures.
  3. (es) « "Cristais de memória do Superman" armazenam até 360TB por 1 milhão de anos », Terra, (consulté le )
  4. Eternal 5D data storage could record the history of humankind published by University of Southampton (2016)
  5. Superman memory crystal lets you store 360TB worth of data by Kevin Huebler, in CNBC (2016)
  6. 5D nanostructured quartz glass optical memory could provide ‘unlimited’ data storage for a million years by Jingyu Zhang et al (2013)
  7. "Superman memory crystal" could store hundreds of terabytes indefinitely by Dario Borghino (2013)
  8. New 'Superman' crystals can store data for billions of years by Jethro Mullen at "CNN-Tech" (2016)
  9. Peter Kazansky, « Nanostructures in glass will store data for billions of years », SPIE Newsroom (consulté le )
  10. 5D ‘Superman memory’ crystal could lead to unlimited lifetime data storage published on 9th July 2013 by university of southampton
  11. 5D Data Storage by Ultrafast Laser Nanostructuring in Glass by Jingyu Zhang, Mindaugas Gecevičius, Martynas Beresna e Peter G. Kazansky, published by "Optoelectronics Research Centre" SO17 1BJ, Reino Unido (2013)
  12. New nanostructured glass for imaging and recording developed published by Phys.org, provided by University of Southampton (2011)
  13. David Szondy, « Tesla Roadster carries Asimov sci-fi classic to the stars », New Atlas, (consulté le )
  14. (en) Mitsuru Watanabe, Saulius Juodkazis, Hong-Bo Sun, Shigeki Matsuo, Hiroaki Misawa, Masafumi Miwa et Reizo Kaneko, « Transmission and photoluminescence images of three-dimensional memory in vitreous silica », Applied Physics Letters, vol. 74, no 26,‎ , p. 3957–3959 (ISSN 0003-6951, DOI 10.1063/1.124235).
  15. « Optical 'Superman' memory flies with orbiting Tesla », Optics, (consulté le )
  16. (en) Yasuhiko Shimotsuma, Masaaki Sakakura, Peter G. Kazansky, Martynas Beresna, Jiarong Qiu, Kiyotaka Miura et Kazuyuki Hirao, « Ultrafast Manipulation of Self-Assembled Form Birefringence in Glass », Advanced Materials, vol. 22, no 36,‎ , p. 4039–4043 (ISSN 0935-9648, DOI 10.1002/adma.201000921).
  17. (en) Martynas Beresna, Mindaugas Gecevičius, Peter G. Kazansky, Thomas Taylor et Alexey V. Kavokin, « Exciton mediated self-organization in glass driven by ultrashort light pulses », Applied Physics Letters, vol. 101, no 5,‎ , p. 053120 (ISSN 0003-6951, DOI 10.1063/1.4742899).
  18. (en) Jingyu Zhang, Mindaugas Gecevičius, Martynas Beresna et Peter G. Kazansky, « Seemingly Unlimited Lifetime Data Storage in Nanostructured Glass », Physical Review Letters, vol. 112, no 3,‎ (ISSN 0031-9007, DOI 10.1103/PhysRevLett.112.033901).
  19. (en) P. Kazansky, A. Cerkauskaite et R. Drevinskas, « Optical memory enters 5D realm », Physics World,‎ (lire en ligne)
  20. (en) Udo Klotzbach, Kunihiko Washio, Craig B. Arnold, J. Zhang, A. Čerkauskaitė, R. Drevinskas, A. Patel, M. Beresna et P. G. Kazansky, « Eternal 5D data storage by ultrafast laser writing in glass », SPIE Proceedings, vol. 9736,‎ , p. 97360U (DOI 10.1117/12.2220600).

Articles connexes

Liens externes
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