Diamanten als Datenspeicher

Stellen wir uns eine Zukunft vor, in der unsere fernen Nachfahren, vielleicht sogar eine neue Spezies, die sich aus der Menschheit entwickelt hat, Zugang zur Geschichte unserer Zivilisation haben und sie in einer Weise erleben können, die wir heute kaum nachvollziehen können.

Diese erstaunliche Vorstellung könnte schon bald Wirklichkeit werden. Eine neue Studie legt nahe, dass eine auf Diamanten basierende Speichertechnologie große Mengen an Informationen über Millionen von Jahren bewahren könnte.

Forscher der University of Science and Technology of China haben einen neuen Rekord für die Speicherdichte von Diamanten aufgestellt: 1,85 Terabyte pro Kubikzentimeter.

Doch die eigentliche Magie liegt in der Beständigkeit des Systems. Das Team geht davon aus, dass sein Diamantsystem wertvolle Daten über Millionen von Jahren speichern kann.
Sie haben eine Technik entwickelt, um Informationen in der atomaren Struktur des Diamanten zu verschlüsseln.
„Wir stellen hier ein Diamantspeichermedium vor, das fluoreszierende Leerstellen als robuste Speichereinheiten nutzt und eine hohe Speicherdichte von 14,8 Tbit cm³, eine kurze Schreibzeit von 200 fs und eine geschätzte ultralange wartungsfreie Lebensdauer in der Größenordnung von Millionen Jahren bietet“, schreiben die Autoren in der Studie.
Das digitale Zeitalter wird vom Datenwachstum überrollt. Herkömmliche Speichermedien wie CDs, USB-Sticks und Blu-ray-Discs ertrinken in einem Meer von Daten.
Laut New Scientists kann eine optische Diamantplatte Daten mit einer 2000-mal höheren Dichte speichern als eine Standard-Blu-ray-Disc.
Allerdings scheint das Verfahren etwas kompliziert zu sein. Um ihren neuartigen Datenspeicher zu entwickeln, verwendeten die Chinesen winzige Diamantsplitter.
Sie beschossen diese Diamanten mit ultraschnellen Laserpulsen, wodurch einige Kohlenstoffatome verschoben wurden und winzige Lücken im Kristallgitter des Diamanten entstanden.
Diese Lücken oder „leeren Räume“ dienen als Bausteine für die Informationsspeicherung. Die Dichte dieser Leerstellen in einem bestimmten Bereich bestimmt dessen Helligkeit, die verschiedene Datenwerte repräsentiert. Durch sorgfältige Kontrolle des Musters dieser Leerstellen konnten die Forscher Daten im Diamanten kodieren.

Um die Fähigkeiten ihres Diamant-Speichersystems zu demonstrieren, kodierten die Forscher eine berühmte Fotosequenz von Eadweard Muybridge.
„Das Team speicherte dann die Bilder, indem es die Helligkeit jedes Pixels mit den Helligkeitsstufen bestimmter Stellen im Diamanten abglich“, berichtet New Scientist.
Interessanterweise erreichte das System eine bemerkenswerte Genauigkeit und Vollständigkeit, indem es die Bilder zu 99 % erfolgreich speicherte und abrief.
„Das schnelle Auslesen mit Hilfe von Schichten- und Volumenbildern wurde mit einer Genauigkeit von über 99 Prozent demonstriert, was zeigt, dass der Ansatz den praktischen Anforderungen der digitalen Datenspeicherung entspricht und eine vielversprechende Lösung für zukünftige Speicheranforderungen darstellt“, heißt es in der Studie weiter.
Die Diamant-Speichertechnologie ist derzeit aufgrund der hohen Kosten für die erforderliche Ausrüstung nicht kommerziell nutzbar. Dazu gehören Laser, Hochgeschwindigkeits-Fluoreszenzkameras und andere Spezialgeräte.
Die Forscher sind jedoch optimistisch, dass künftige Fortschritte zu einer Miniaturisierung der Technologie führen könnten, wodurch sie erschwinglicher und zugänglicher würde.
Die Autoren betonen, dass die diamantbasierte Speichertechnologie besonders für Institutionen interessant ist, die Wert auf langfristige Datenerhaltung legen.
Regierungsbehörden, Forschungsinstitute und Bibliotheken, die häufig mit wertvollen historischen und wissenschaftlichen Daten arbeiten, könnten diese Technologie frühzeitig einsetzen.