大數據儲存能耗驚人,上理工院士提出「光存儲」解決方案

首屆滬江國際青年學者論壇暨上海高校國際青年學者論壇（光學工程專場）近日在上海理工大學舉行，包括4位院士在內的多位知名光學專家出席並作主旨報告。中國工程院外籍院士、澳大利亞科學院院士、澳大利亞技術科學與工程院院士顧敏在報告中指出，雷射光碟並沒有退出歷史舞臺，隨著大數據存儲能耗越來越大，光存儲技術有巨大的應用前景。目前，顧敏院士團隊正在與中國華錄集團等企業合作，研發能耗低、存儲壽命長的大數據光碟。

上海理工大學校長丁曉東在論壇上表示，上理工去年成為上海市「高水平地方大學」建設試點單位後，以未來光學、智能製造、醫療器械與康復工程三大國際實驗室和系統管理一個特色平臺為載體，推進建設光學工程、系統科學、動力工程及工程熱物理、機械工程、生物醫學工程五大一流學科。

多年來，在中國工程院院士莊松林的帶領下，上理工光學工程學科的教師和科研人員銳意進取，在學科發展和人才培養方面取得了優異成績。丁曉東希望來參會的青年學者通過此次論壇，對這所高校有更深入的了解。「上海理工大學是開放的大學，熱烈歡迎有志於來上海發展的青年才俊選擇上海理工大學，共同為在上海建設世界一流水平的光學工程學科添磚加瓦。」

丁曉東校長在論壇上致辭。

作為上理工光學工程學科納米光子學方向的領軍人物，顧敏為青年學者做了一個生動詳實的報告。說起「光存儲」，我們都不陌生，DVD和CD光碟就是一類光存儲載體。它們為何能存儲大量信息？顧敏解釋說，燒刻光碟的過程，其實是在光碟上打出一個個「坑」。想讓光吸收的能量最大化，就要在一個「坑」裡儘可能放更多的「點」，而且這些「點」要越小越好。藍光的光點比紅光的光點更小，所以藍光存儲是如今光碟技術的主流。2009年，顧敏團隊的一項重磅成果以封面形式發表在英國《自然》雜誌上，他們首次在聚合物材料中實現了包括空域、時域、偏振等維度的五維光存儲，比藍光三維DVD多了二維，具有TB（1TB=1024GB）甚至PB（1PB=1024TB）以上的存儲能力，可相當於1萬張DVD的存儲量。這也是科學家在世界上首次利用雙光束超分辨原理，突破聚合物中的光學衍射極限，實現9納米特徵尺寸的光存儲技術。

顧敏院士在論壇上作主旨報告。

這種獲得專利保護的雙光束超分辨存儲技術，在大數據時代具有巨大的應用前景。「如今，全球3%的能量用於大數據儲存。按照目前數據增長的速度，再過20年，估計把全世界開採的石油都用來發電，用於大數據存儲也不夠。」顧敏說，微軟等IT大企業已意識到這個問題，開始研發更節能的存儲設備。在這個領域，大數據光碟優勢明顯——不僅容量大，而且單點消耗的能量很低，數據存儲壽命可以達到650年。目前，他的團隊正在與中國華錄集團合作，推動大數據光碟的產業化進程。

眾多青年科研人員參加論壇。

顧敏還透露，他帶領團隊在超級電容器領域也取得了重要進展。超級電容器的優勢是充電快，如超級電容公交車能在乘客上下車時完成充電，而缺點是能量密度低，遠遠低於鋰電池的能量密度。與突破聚合物中的光學衍射極限相通，他們也解決了超級電容技術的衍射極限問題，有望使超級電容器的能量密度達到甚至高於鋰電池。「這種技術有望率先在手機上得到應用，大幅縮短手機的充電時間。」