最近，2023年最流行的词汇出炉，人工智能大语言模型（LLM）毫无疑问高居榜首。作为领跑者，ChatGPT也成为年度国际流行语之一。人工智能领域的这些颠覆性创新在很大程度上要归功于大数据，大数据在其中发挥了举足轻重的作用。然而，人工智能同时也给大数据的发展带来了新的机遇和挑战。
　　在当今的数字经济时代，大容量数据存储是不可或缺的。然而，硬盘驱动器和半导体闪存设备等主要存储设备在成本效益、耐用性和寿命方面都面临着限制。光数据存储为具有成本效益的长期数据存储提供了一种前景广阔的绿色解决方案。然而，由于光学衍射的限制，光学数据存储在相邻记录特征的间距方面遇到了根本性的限制。这一物理限制不仅阻碍了直接激光写入机的进一步发展，而且还影响了光学显微镜和存储技术。
　　根据《科学》杂志2021年发布的125个前沿科学问题，打破衍射极限屏障是物理学领域的首要挑战。它也是《自然》杂志预测的2024年及以后的七项技术突破之一。
　　由上海科技大学（USST）和中国科学院上海光学精密机械研究所（SIOM）顾敏教授领导的多学科团队成功攻克了这一难题。他们最近在《自然》（Nature）杂志上发表了最新研究成果，题为“具有千万亿次容量的三维纳米级光盘存储器”。
　　研究人员首次证明，通过将平面记录结构扩展到具有数百层的三维空间，从而打破纪录光点的光学衍射极限屏障，光数据存储容量可以达到千万亿位（Pb）级别。在DVD大小的光盘区域内，存储容量可达到Pb级，相当于至少10000张蓝光光盘或100块大容量硬盘。该论文的通讯作者是光子芯片研究所所长顾敏教授、中国科学技术大学文静教授和上海光机所阮昊教授。上海光机所博士后赵淼博士和中国科技大学文静教授均为共同第一作者。
　　具有百万亿位容量的三维纳米级光盘存储器这一突破性技术是革命性的。GPT背后的数据集包括58亿个索引网页和约56Pb的文本，通常需要一个操场面积的硬盘来存储。然而，三维纳米级光盘存储器可以将这一空间缩小到台式电脑的大小，从而大大降低了成本。此外，纳米级光盘存储器的能耗比传统方法低几个数量级，寿命可达50~100年。
　　2013年，顾敏教授及其研究团队实现了基于双光束写入技术的9纳米直接激光写入技术。德国科学家Stefan W. Hell教授因发明双光束超分辨显微成像技术获2014年诺贝尔化学奖。《自然》杂志发表的三维纳米级光盘存储技术成功打破了光学写入和读取的衍射极限障碍，开创了大数据数字经济的新时代。 （辛文）