Bu minik cam kare 10.000 yıl boyunca milyonlarca veriyi depolayabilir
ABD’de faaliyet gösteren Microsoft Research araştırmacıları, sıradan cam parçalarına veri yazıp okuyabilen “Silica” adlı bir sistemi tanıttı. Avuç içi büyüklüğünde ve ince bir cam plakanın yaklaşık iki milyon kitabı depolayabildiği belirtiliyor.
Nature dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, sistemle yazılan veriler 10 bin yıldan daha uzun süre okunabilirliğini koruyabilir.
Femtosaniyelik ışık darbeleri nasıl çalışıyor?
Silica sistemi, cam blokların içine veri işlemek için son derece kısa lazer atımları kullanıyor. “Ultrashort” olarak adlandırılan bu darbelerin her biri yalnızca birkaç femtosaniye sürüyor. Bir femtosaniye, saniyenin katrilyonda birine (10⁻¹⁵ saniye) karşılık geliyor.
Bu kadar kısa süreli ışık atımları, cam gibi normalde ışığı geçiren saydam malzemelerin içinde mikroskobik ölçekte kalıcı değişiklikler oluşturabiliyor. Lazer ışığı belirli bir noktaya yoğun biçimde odaklandığında, camın moleküler yapısında yalnızca hedeflenen üç boyutlu hacimde değişim meydana geliyor.
Bu mikroskobik veri noktalarına “voxel” adı veriliyor. Her bir voxel, metrenin milyonda birinden daha küçük bir hacimde konumlandırılabiliyor ve camın içinde hassas koordinatlarla yerleştirilebiliyor.
Cam içinde veri depolama fikrinin geçmişi
Cam tabanlı üç boyutlu veri depolama fikri yeni değil. 1990’lı yıllarda Eric Mazur ve ekibi, femtosaniyelik lazerlerle cam içine kalıcı veri yapıları yazılabileceğini göstermişti.
2014’te ise Peter Kazansky ve Southampton Üniversitesi’ndeki çalışma arkadaşları, kuvars camda “neredeyse sınırsız ömürlü” veri depolama üzerine sonuçlar yayımladı. Bu çalışmalar, cam tabanlı ultra dayanıklı bellek sistemlerinin temelini oluşturdu.
Kazansky, 2024 yılında bu teknolojiyi ticarileştirmek amacıyla SPhotonix adlı şirketi kurdu. “5D cam nanoyapılandırma” olarak tanımlanan bu yaklaşım, popüler kültürde de yer buldu. Benzer bir veri kristali, Mission: Impossible – The Final Reckoning filminde güvenli bir yapay zekâ kasası olarak tasvir edildi.
Silica: Laboratuvardan gerçek dünyaya
Silica projesi, yeni bir fiziksel keşif iddiası taşımıyor. Bunun yerine, femtosaniye lazer ve cam temelli depolama yaklaşımını uçtan uca çalışan bir sistem hâline getiriyor.
Proje kapsamında veri kodlama, cam üzerine yazma, okuma, çözme ve hata düzeltme süreçleri tek bir platformda birleştirildi. Ayrıca yazma hızı, enerji verimliliği, veri yoğunluğu ve uzun ömürlülük gibi kriterler sistematik olarak test edildi.
İki farklı voxel yöntemi
Silica’da lazerle oluşturulan iki temel voxel türü bulunuyor:
1. Mikro patlama temelli voxel’ler:
Lazerin cam içinde oluşturduğu mikroskobik “boşluk benzeri” yapılar sayesinde son derece yüksek veri yoğunluğu elde ediliyor. Bu yöntemle milimetreküp başına 1,59 gigabit veri depolanabiliyor.
2. Kırılma indisi değişimine dayalı voxel’ler:
Bu yöntemde camın yerel optik özellikleri daha hafif biçimde değiştiriliyor. Yazma işlemi daha hızlı ve daha az enerjiyle gerçekleştiriliyor; ancak veri yoğunluğu ilk yönteme kıyasla daha düşük kalıyor. Sistem, saniyede yaklaşık 65,9 megabit yazma hızına ulaşabiliyor. Çoklu lazer kullanımıyla bu hızın artırılabileceği ifade ediliyor.
10 bin yılı aşan veri ömrü
Hızlandırılmış yaşlandırma testleri, cam içine yazılan verilerin 10 bin yıldan uzun süre stabil kalabileceğini gösteriyor. Bu süre, manyetik bantlar ve sabit diskler gibi geleneksel arşivleme çözümlerinin ömrünü önemli ölçüde geride bırakıyor.
Endüstriyel ölçekte ultrahızlı lazerler
1990’lı yıllarda femtosaniyelik lazer üretebilen laboratuvar sayısı dünya genelinde oldukça sınırlıydı. Günümüzde ise endüstriyel kullanıma uygun güç, kararlılık ve tekrar hızına sahip ultrahızlı lazer sistemleri ticari olarak temin edilebiliyor.
Yoğun, hızlı ve enerji verimli arşiv depolama çözümleri, bu lazer teknolojilerinin öne çıkan uygulama alanları arasında yer alıyor. Ultrahızlı fotonik alanındaki gelişmelerin, benzer yeni kullanım senaryolarının önünü açması bekleniyor.
