到2025年，全球生成的数据总量预计达到175 ZB（泽字节，1 ZB等于10亿TB即太字节），如果将这么多数据存储在蓝光光盘上，光盘堆叠的高度将是地球到月球距离的23倍，开发能够容纳如此大量数据的存储技术迫在眉睫。日前，上海理工大学未来光学实验室人工智能纳米光子学中心顾敏院士团队在Science子刊Science Advances（《科学进展》）杂志上发表高水平论文，在光信息存储技术领域让海量数据实现“随身带”有了可能。

据了解，不断增长的信息存储需求导致大数据中心的广泛使用，其能量消耗巨大，约占全球电力供应的3％，且依赖于基于磁记录的硬盘驱动器，存储容量有限，单盘片数据存储量最大为2 TB，使用寿命一般也只有3~5年。利用激光实现的光存储技术有望满足数据存储需求，同时可有效节省成本、降低巨大能耗，使用寿命也可延长至20年左右。在过去的几十年中，光存储技术取得了长足进步，但光的衍射性质却限制了可达到的信息位大小，光盘存储容量仍被限制在几个TB。

对此，上海理工大学顾敏院士团队与澳大利亚皇家墨尔本理工大学、新加坡国立大学刘晓刚教授团队联合开展研究，论文“基于上转换共振能量转移的纳米级光学写入技术”发表在《科学进展》上，研究的实验工作由上理博士后西蒙尼·拉蒙完成。

据上理顾敏院士团队介绍，这是一项旨在解决海量大数据光存储技术瓶颈的研究。研究通过镧系元素掺杂的荧光上转换纳米颗粒和氧化石墨烯结合，实现低功率的光学写入纳米级信息位。这一亚衍射光学写入技术将大大提高数据密度，可生产出在所有可用光学技术中具有最大存储容量的光盘，预计1张12厘米的光盘数据存储量可达700 TB，相当于28000张蓝光光盘的存储量。此技术还使用一种新的纳米复合材料，不仅降低了能耗，还延长了光学器件的使用寿命。此外，与传统光学写入技术使用昂贵且笨重的脉冲激光器相比，此技术使用更便宜的连续波激光器，大大降低了成本。

由此可见，这一系列创新发现为大容量光数据存储技术提供了更便宜、可持续发展的解决方案，同时适于光盘的低成本批量生产，应用潜力巨大，为应对全球数据存储挑战开辟了新途径。