كشفت شركة مايكروسوفت عن إنجازات جديدة في مشروعها البحثي المبتكر Project Silica، الذي يهدف إلى تخزين كميات هائلة من البيانات الحساسة داخل شرائح زجاجية متينة باستخدام أشعة الليزر فائقة السرعة. تَعِد هذه التقنية، التي نُشرت تفاصيلها مؤخراً في مجلة Nature العلمية المرموقة، بالقدرة على حفظ المعلومات لمدة تصل إلى 10 آلاف عام، مما يمثل حلاً ثورياً للتحديات المتزايدة في مجال الأرشفة الرقمية طويلة الأمد.
يعتمد نظام Silica على تعديل فيزيائي دائم في بنية زجاج مقاوم للحرارة يُعرف بـ”البوروسيليكات”، وذلك باستخدام نبضات ليزر قصيرة جداً بتقنية التو ثانية. هذه التقنية الفريدة تستغل التغييرات المجهرية الدقيقة داخل الزجاج لترميز البيانات في وحدات ثلاثية الأبعاد تسمى “الفوكسلات”.
كيف يتم تخزين البيانات داخل الزجاج؟
تُحدث نبضات الليزر تغيرات مجهرية في بنية الزجاج، مما يسمح بترميز البيانات وتحويلها إلى “فوكسلات” ثلاثية الأبعاد. هذه العملية تشبه إلى حد ما آلية عمل الأقراص الضوئية التقليدية، إلا أن شرائح Silica تذهب أبعد من ذلك بدمج أطوار الضوء مع البعد المكاني للنقطة المحفورة.
وبدلاً من مجرد تحديد موقع النقش، تقوم التقنية أيضاً بتسجيل اختلافات الطول الموجي للضوء، مما يضيف بعداً معلوماتياً إضافياً ويعزز بشكل كبير من كثافة التخزين الممكنة. في التجارب الأخيرة، نجح الفريق في نقش 301 طبقة من الفوكسلات داخل شريحة واحدة، مع سعة تخزينية نظرية تصل إلى 4.8 تيرابايت، وهو ما يعادل آلاف الكتب أو الأفلام عالية الدقة.
توجه مبتكر في الأبعاد
يتميز مشروع Silica باتباعه نموذج تشفير يعتمد على أربعة أبعاد، بما في ذلك البعد الفيزيائي للفوكسل وأطوار الضوء. هذا القرار، الذي وصفه الباحثون بأنه غير بديهي، أثبت فعاليته في تحسين كفاءة استهلاك الطاقة، ورفع كثافة البيانات، وتعزيز استقرار عملية الكتابة.
بدأ المشروع قبل نحو ثماني سنوات، بمشاركة فريق متعدد التخصصات ضم خبراء في الهندسة الميكانيكية والإلكترونية، وعلوم الحاسوب، والبصريات. أجريت مشاورات واسعة مع مؤسسات كبرى كدور المحفوظات والمتاحف وشركات الترفيه، بهدف تطوير وسيط تخزين يتحمل “الإهمال الحميد” ويوفر أماناً فائقاً للبيانات.
يُعد زجاج البوروسيليكات، وهو نفس النوع المستخدم في أواني الطهي المقاومة للحرارة، مكوناً أساسياً يمنح المشروع ميزة عملية من حيث التوافر والقدرة على تحمل الظروف البيئية القاسية، مما يضمن متانة البيانات المخزنة.
مايكروسوفت وتخزين البيانات المستقبلي
يأتي Project Silica ضمن جهود مايكروسوفت المستمرة لاستكشاف حلول غير تقليدية لتخزين البيانات. فقد شاركت الشركة سابقاً في أبحاث لتخزين المعلومات داخل الحمض النووي (DNA)، وتقنية مراكز بيانات تحت الماء (Project Natick)، بالإضافة إلى الاستثمار في تطوير الأشرطة الممغنطة عالية الكثافة.
تؤكد مايكروسوفت أن التحديات العلمية الأساسية في مشروع Silica قد تم تجاوزها. تركز المرحلة القادمة على تحسين أنظمة الليزر وتسريع عمليات القراءة والكتابة لتلبية متطلبات الاستخدام التجاري. مع التضخم الهائل في إنتاج البيانات عالمياً، ترى الشركة أن الانتقال إلى نموذج تخزين يعتمد على الديمومة الفيزيائية بدلاً من الاستهلاك المستمر للطاقة والصيانة، يمكن أن يُحدث تحولاً جذرياً في طريقة التفكير في الأرشفة الرقمية وصون الذاكرة الإنسانية للأجيال القادمة.
