科学家们正在用超快的飞秒激光进行在玻璃上书写的实验，这种激光每万亿分之一秒发射一次光脉冲。

激光照射过的玻璃中光的传播方式有些异常。瑞利散射是一种已被充分证实的效应，它描述了白光如何从微小颗粒向各个方向散射（这也解释了天空为何呈现蓝色等现象）。但在这种情况下，光的散射并不像预期的那样。

这是我们首次证明，能够利用光在透明材料内部“打印”出比光的波长更小尺度的复杂图案

我们看到光的散射方式似乎违背了物理定律

这一令人困惑的发现最终引发了“真正的灵光一现”。研究人员在石英玻璃中发现了由飞秒激光的“微爆炸”形成的隐藏纳米结构。

想象一下，将一块厚厚的水晶石举到阳光下，看到光线从它身上向四面八方反射。京都的研究人员在使用激光技术时，意外地制造出了具有同样特性的小孔。

这些光的“漩涡”比人类头发丝的宽度小约1000倍，极其微小，肉眼难以察觉。但科学家们很快就发现，它们具有潜在的变革性用途。“这是我们首次证明，我们可以利用光在透明材料内部‘打印’出比光的波长还小的复杂图案。

27年后的今天，希望这一发现能帮助解决信息时代最棘手的问题之一：海量数据存储。

在互联网、AI、智能家居和监控时代，有一样东西我们根本停不下来生产，那就是数据。到2028年，我们每年将共同产生394万亿泽字节的数据（1泽字节等于1万亿吉字节）。每次我们在互联网上做任何事情——观看YouTube视频、发送电子邮件、向AI聊天机器人提问——一串串数据点就会“哔哔”地进入网络空间。

虽然我们可能倾向于认为数据比空气还轻，无形地在海底电缆中穿梭，或者在我们头顶上方某个地方的“云端”中微微闪烁，但实际上它需要大量的物理资源——而现在对这些资源的需求正被证明是无法满足的。

如何存放所有这些数据的难题正催生出一些新颖的解决方案，包括用激光将数据蚀刻到玻璃中的方案。但其他选项，如将数据存储在DNA中，也正被微软等公司和科学家们探索。

到2030年，数据中心的用电量将增加一倍

这些庞大的奇特建筑里密密麻麻地堆叠着2米高、闪烁着灯光的服务器机架。这些嗡嗡作响、装满硬件和电缆的箱子对能源的需求极大，既需要为其计算功能供电，也需要为庞大的现场冷却系统供电，以防止它们过热烧毁。

在全球范围内，数据中心目前约占全球电力需求的1.5%，但预计到2030年，其能源使用量将翻一番，届时全球数据中心的二氧化碳当量排放量也将达到约25亿吨，最近生成式AI的热潮使情况变得更糟，对高性能计算系统的需求急剧增加，这些系统消耗大量电力并排出大量热量。

数据中心使用的大部分能源都消耗在“热数据”上：这些数据需要触手可及，以便快速访问和定期更新。想想从你的银行账户转账，或者你经常编辑的在线文档。

但世界上的大多数数据并非这类数据；实际上，多达80%的数据是“冷数据”——即短期内无人需要的数据，即便有人需要，他们也愿意等待数分钟甚至数天来获取。这包括银行和其他企业必须无限期保留的合规数据，如财务记录或审计跟踪。属于这一类别的还有你所有旧电子邮件或照片的备份，以及存档数据。

存储这些数据存在问题。目前，大部分数据存储在数据中心的硬盘驱动器中。为了使数据可检索，这些硬盘必须保持通电，这需要消耗能源和进行冷却。另一种越来越受欢迎的解决方案是磁带，它要么存储在数据中心设施的现场，要么存储在专用的磁带库中。磁带需要在16 - 25摄氏度（61 - 77华氏度）的温度下存储，这意味着也需要能源来维持其理想条件。此外，由于磁带会老化，每10 - 20年就需要更换一次，届时旧磁带将作为废物处理。近年来，数据产量的大幅增加推动了对磁带的需求激增。

这一切都使得寻找替代方案的需益迫切。

玻璃上烧出的微小穿孔漩涡可以像读取光纤中的数据一样被读取。该方法通过结合不同“体素”（即具有x、y、z坐标的单个3D像素）的位置，利用光的方向和强度差异，在五个维度上对数据进行编码。

通过利用光的这些特性，我们可以在五个维度而不是通常的三个维度上存储数据，这是实现‘永恒’存储所需的高密度的关键

数据是使用一台配备了能够检测光的强度和偏振的相机的定制光学显微镜读取的。由于纳米结构改变了光在其中传播的方式，我们使用特殊的光学器件来‘观察’这些偏振变化，然后将其解码回数字数据。

对于“记忆晶体”来说，数据写入过程需要能量，但维持数据不需要额外的电力，而且读取过程也不耗能。它们能在极小的表面积内容纳海量数据——理论上，一张12.7厘米的玻璃盘片上最多可存储360TB（每TB等于1000GB）的数据——他声称，这些晶体基本上可以永久保存。它们由熔融石英玻璃制成，这种玻璃以其耐用性和热稳定性而闻名。唯一的特殊要求是将其封装在坚固的容器中——因为它们由玻璃制成，仍然容易以传统方式被打碎。

源：BBC