Исследователи из Китая разработали 3D-голографическую систему хранения данных, которая использует амплитуду, фазу и поляризацию света для записи и извлечения информации. Эта технология позволяет значительно увеличить плотность хранения данных и скорость их передачи.

Голографическое хранение данных основано на использовании лазера для записи цифровой информации. В отличие от традиционных методов, где данные хранятся на поверхности, голография записывает перекрывающиеся узоры в объёме. Это обеспечивает более высокую плотность хранения.

Команда под руководством профессора Сяоди Тана (Xiaodi Tan) из Фуцзяньского педагогического университета применила метод поляризационной голографии, используя сверточную нейронную сеть для обработки данных. Поляризация света стала независимым измерением информации, что ранее было сложно реализовать из-за проблем с сохранением и декодированием данных.

Иллюстрация: Xiaodi Tan, Fujian Normal University in China

Учёные разработали схему 3D-модуляции, которая контролирует интенсивность и фазу через два ортогональных состояния поляризации. Это позволило использовать один пространственный светомодулятор для кодирования амплитуды, фазы и поляризации. Для декодирования данных была создана нейронная сеть, способная одновременно обрабатывать свойства света, используя только данные об интенсивности.

Система была протестирована на компактной установке, где данные записывались и восстанавливались в поляризационно-чувствительной среде. Анализ изображений позволил извлечь амплитуду, фазу и поляризацию, которые затем передавались в нейронную сеть для реконструкции 3D-данных.

Результаты показали, что многомерное совместное кодирование значительно увеличивает объём информации, хранимой на одной голографической странице. Это открывает путь к созданию практичных систем хранения с высокой ёмкостью и пропускной способностью.

Профессор Тан отметил, что использование нейронных сетей для одновременного декодирования устраняет необходимость в сложных измерениях, ускоряя процесс чтения данных. Это может привести к созданию компактных дата-центров, улучшению архивирования и повышению эффективности передачи данных.

Хотя система находится на стадии исследований, команда планирует увеличить количество градаций кодирования для повышения ёмкости и улучшить стабильность носителей. Также рассматривается интеграция объёмного мультиплексирования для многоканального хранения.

Подробнее на iXBT