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Stockage optique de données 5D

Le stockage optique de données 5D (parfois connu sous le nom de cristal à mémoire superman[1]) est un verre nanostructuré pour l'enregistrement de données numériques 5-D[2] en utilisant un procédé d'écriture laser femtoseconde[3]. Le cristal à mémoire peut stocker jusqu'à 360 téraoctets (To) de données[4],[5] pendant des milliards d'années[6],[7],[8],[9]. Le concept a fait l'objet d'une démonstration expérimentale en 2013[10],[11],[12]. À partir de 2018, la technologie est utilisée en production par l'Arch Mission Foundation ; ses premier et deuxième disques ont été donnés à Elon Musk qui en conserve un dans sa bibliothèque personnelle et l'autre étant placé à bord du Tesla Roadster dans l'espace[13].

Sommaire

Conception techniqueModifier

Le concept fait appel au stockage optique de masse de données dans des matériaux transparents non photosensibles tels que le quartz fondu, réputé pour sa grande stabilité chimique et sa résistance. L'écriture à l'aide d'un laser femtoseconde a été proposée et démontrée pour la première fois en 1996[1],[14]. Le support de stockage se compose de quartz fondu où les dimensions spatiales, l'intensité, la polarisation et la longueur d'onde sont utilisées pour coder les données. En introduisant des nanoparticules d'or ou d'argent dans le matériau, leurs propriétés plasmoniques peuvent être exploitées[1].

Jusqu'à 18 couches ont été testées en utilisant des paramètres optimisés avec une énergie d'impulsion lumineuse de 0,2 microjoule, une durée de 600 femtosecondes et une fréquence de répétition de 500 kHz. Les essais de durabilité à l'aide de mesures de vieillissement accéléré montrent que le temps de décroissance des nanogrammes est de 3 × 1020±1 ans à température ambiante (30 °C). À une température élevée de 189 °C, le temps de décomposition extrapolé est comparable à l'âge de l'Univers (13,8 × 109 années). En enregistrant des données avec un objectif d'ouverture numérique de 1,4 NA et une longueur d'onde de 250−350 nanomètres, on peut atteindre une capacité de 360 téraoctets[1].

On justifie la désignation « 5D » parce que les informations utilisent comme paramètre la taille, l'orientation et les trois dimensions spatiales. Elles peuvent être lues à l'aide d'une combinaison d'un microscope optique et d'un polariseur[15]. La technique a été démontrée pour la première fois en 2010 par le laboratoire de Kazuyuki Hirao à l'université de Kyoto[16]. De plus, la technologie a été développée par le groupe de recherche de Peter Kazansky au Centre de recherche en opto-électronique de l'université de Southampton[17],[18],[19],[20].

Notes et référencesModifier

  1. a b c et d (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 1er mars 2016)
  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 11 mars 2016)
  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 13 février 2018)
  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 17 février 2018)
  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 connexesModifier

Liens externesModifier