青春向上|数据洪流何处去?中国青年科学家把答案写进玻璃里

来源:央广网2026-05-17 20:39

央广网武汉5月17日消息(记者邓子依)一片肉眼几乎看不出任何异样的玻璃圆盘,内部却“暗藏玄机”,经过飞秒激光的精细“雕刻”下,它的内部已经布满了密密麻麻的三维数据点阵。而这样的一片玻璃盘,其理论最大存储容量竟可达360TB,足以容纳2.5万部高清电影,数据保存寿命超十万年,且在离线存放时能耗近乎为零。

这不是科幻电影里的想象,而是华中科技大学武汉光电国家研究中心、湖北光谷实验室研究员张静宇团队研发出的颠覆性技术——玻璃多维存储技术(简称“玻璃存储”)。在人工智能浪潮席卷全球、数据洪流奔涌而至的今天,这项由中国青年科学家主导的存储技术,正在为人类海量数据“存不下、存不久、存不起”的世界性难题,提供极具前瞻性的“中国方案”。

玻璃存储(央广网记者邓子依 摄)

一块玻璃,何以应对数据洪流?

当前,全球数据量正以指数级爆发式增长,全球数据中心年耗电量已逼近全球发电量的2%。机械硬盘、磁带等传统存储介质,不仅面临寿命衰减、环境敏感等物理极限,其持续运转所带来的高昂能耗和散热成本,更日益成为数字基建的巨大瓶颈。

“我们把数据写到玻璃里面,它基本上可以永久保存。”张静宇手中的玻璃盘片,内里暗藏乾坤。这项被称作“玻璃多维存储”的技术,利用飞秒激光与玻璃相互作用的微观机理,在玻璃内部的三维空间中实现多层、多维度数据记录。“如果说传统硬盘是在一张纸上写字,那玻璃存储就如同一本厚重的书,每一页都能写满信息。”张静宇比喻道。

更关键的是,玻璃的化学性质极度稳定,天然隔绝氧气、水汽与灰尘。数据一旦写入,便可在无电力、无空调散热的条件下安然静置,近乎实现数据的“永生”,不产生持续的能源消耗。从经济性看,其介质成本仅约十元人民币,制造成本仅为传统硬盘的十分之一。

从“躺了十年”的物理现象到世界级突破

这项颠覆性技术的种子,萌芽于十多年前。2011年,张静宇赴海外攻读博士,在实验室的早年记录中,他敏锐地捕捉到一个被搁置多年的物理现象——激光照射玻璃后,其内部微结构会发生改变。

“当时大家都觉得这个现象挺有趣,但几乎没人想过能用来做什么。”张静宇回忆道。凭借在华中科技大学积累的存储研究经验,他大胆提出设想:能不能用这种效应,把数据“写”进玻璃里?

“那时候,没有人知道这条路到底能不能走通。”没有匹配的设备,他就反复调试,寻找最佳光路;没有前人参照,便夜以继日地用不同参数做对比实验;没有可参考的工艺路线,他就一次次自行设计、验证再推翻。

最终,他以唯一第一作者和通讯作者身份,在物理学领域顶级期刊发表了玻璃多维存储技术领域的首篇论文。2016年,该技术被中国科学院和中国工程院院士评为世界十大科技进展之一,并被吉尼斯世界纪录认证为“存储寿命最长的存储介质”。

张静宇在实验室进行玻璃存储研究实验(央广网记者邓子依 摄)

坐“冷板凳”,下“笨功夫”

荣誉接踵而至,张静宇却作出坚定的抉择:回国。

“当时我国面临着国外传统存储介质的长期垄断,市场上也缺乏能够保证数据长期完好保存的存储介质,玻璃存储技术作为一种温冷存储解决方案,前景广阔。”2017年,他回到母校华中科技大学,一头扎进实验室,以“冷板凳”的定力,下“笨功夫”死磕工程化。他带领团队逐一攻克写入速度、多层精密记录、高速伺服控制等一道道难题,不断优化工艺、降低误差。这一沉淀,就是七八年。

厚积方能薄发。2024年,张静宇领衔的“巨量信息低成本超长寿命玻璃多维存储技术”项目,从全国颠覆性技术创新大赛中脱颖而出,斩获最高荣誉“卓越奖”,成为当年人工智能与信息系统领域唯一获此殊荣的项目。

面对荣誉,张静宇保持着清醒的产业认知:“任何技术都必须经受市场的实战检验。只有在真实的商业摸爬滚打中汲取客户反馈、完成技术迭代,才能真正撬动上下游产业链的深度融合。”

同年,武汉一尧科技有限公司正式成立。谈及命名,张静宇寄予宏大的愿景:“尧字节(Yottabyte)是计算机存储容量的最大单位。我们希望给全球用户提供一个尧字节级别的低成本、长寿命数据存储解决方案,做信息产业和数据存储的‘压舱石’。”

目前,超大容量玻璃硬盘已实现小规模量产,存储设备具备完全自主知识产权并实现全国产化。产品正逐步进入数据中心、档案馆、博物馆、医疗影像及安防监控等关键领域,未来还将面向个人用户提供永久数据存储方案,让珍贵的记忆跨越时光,长久留存。

张静宇与团队成员进行技术交流(央广网发 受访者供图)

存储,就是“记忆”

在张静宇看来,存储不仅是技术问题,更关乎人类文明的传承。“在英语里,存储有两个词——storage和memory。后者,也是‘记忆’的意思。”他说,数据不只是“0”和“1”,它可能是一张泛黄的老照片,一段家人的温情视频。“我们想做的,就是让这些有温度的记忆,能够永久、低成本保存下去。”

从结绳记事到甲骨刻字,从竹简帛书到硬盘光盘,人类寻找“记忆容器”的探索从未止步。“玻璃存储很可能就是那个终极解决方案。”张静宇语气平静,却透着一股坚定,“科技是第一生产力。对于年轻科研工作者来说,大胆拥抱新工具、新思维,现在就是最好的时代。”

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