Microsoft Research bilim insanlarının geliştirdiği Silica sistemi, femtosaniyelik lazer darbeleriyle sıradan camın içine veri yazarak milyonlarca kitabı sığdırabilen ve bilgiyi on binlerce yıl boyunca güvenle koruyabilen radikal bir arşivleme teknolojisine işaret ediyor.
Detaylar haberimizde…
ABD’de Microsoft Research’teki bilim insanları, sıradan cam parçalarına bilgi yazıp okuyabilen Silica adlı bir sistemi tanıttı. Bu sistem, avuç içi büyüklüğünde ince bir kare camda iki milyon kitaba eşdeğer veriyi depolayabiliyor.
Bugün Nature dergisinde yayımlanan bir makalede araştırmacılar, yaptıkları testlerin verilerin 10.000 yıldan uzun süre okunabilir kalacağını gösterdiğini söylüyor.
Işığın Minicik Darbeleri Neler Yapabiliyor?
Silica adı verilen yeni sistem, bilgiyi sıradan bir cam bloğun içine kazımak için son derece kısa lazer ışık darbeleri kullanıyor.
Bu darbeler “ultra kısa” olarak adlandırılıyor çünkü her biri saniyenin katrilyonda biri (femtosaniye ya da 10⁻¹⁵ s) kadar sürüyor.
Bunu zihninizde canlandırmak için: On femtosaniyeyi bir dakikayla karşılaştırmak, bir dakikayı evrenin tüm yaşıyla karşılaştırmak gibi.
Araştırmacılar, femtosaniye lazerleri kullanarak camın içine veri yazdı.
Bu inanılmaz derecede kısa flaşlar, attosaniye (bir femtosaniyenin binde biri ya da 10⁻¹⁸ s) süren daha da kısa ışık patlamaları üretmek için kullanılabiliyor.
Bu attosaniyelik patlamalar, atom ve moleküllerin içindeki elektronların hareketini gözlemlemek için kullanılabiliyor. Nitekim 2023 Fizik Nobel Ödülü, bu alandaki öncü çalışmaları nedeniyle Ferenc Krausz, Anne L’Huillier ve Pierre Agostini’ye verildi.
Camın İçine Yazmak
Femtosaniye lazer darbelerinin pratik bir teknolojik uygulaması da var: Cam gibi saydam malzemelerin derinliklerinde değişiklikler yapmak.
Bu lazerler normalde camdan etkileşime girmeden geçen bir dalga boyunda ışık üretir. Ancak bu ultra kısa darbeler belirli bir noktaya çok sıkı şekilde odaklandığında, oluşan yoğun elektrik alan camın moleküler yapısını o odak bölgesinde değiştirir.
Bu sayede, genellikle kenarları bir metrenin milyonda birinden daha küçük olan çok ufak üç boyutlu bir hacim etkilenir. Buna “voxel” denir ve cam içinde son derece hassas biçimde konumlandırılabilir.
On Yıllara Yayılan Araştırmalar
Lazerle yazılan voxel’lerin üç boyutlu veri depolamada kullanılması fikri yeni değil.
ABD’de Harvard Üniversitesi’nden Eric Mazur ve çalışma arkadaşları, 1990’larda hacimsel optik depolamayı araştırdı. Çığır açan bu çalışmalar, femtosaniye lazerlerle sıradan camın içine kalıcı veri yapılarının yazılabileceğini gösterdi.
2014’te Birleşik Krallık’taki Southampton Üniversitesi’nden Peter Kazansky ve ekibi, “görünüşte sınırsız ömürlü” veri depolama sağlayan erimiş kuvars cam üzerine çalışmalarını raporladı. Bu da ultra dayanıklı cam tabanlı bellek aygıtları fikrinin yerleşmesine yardımcı oldu.
2024’te Kazansky, “5D cam nanoyapılandırma”yı ticarileştirmek üzere SPhotonix adlı bir şirket kurdu.
“5D bellek kristali” vizyonu popüler kültüre bile girdi: Benzer bir cihaz, son Mission Impossible filmi The Final Reckoning’de güçlü ama karanlık bir yapay zekâyı barındıran güvenli bir kasa olarak tasvir edildi.
Eksiksiz Bir Sistem: Silica Projesi
Silica projesi yeni bir bilimsel keşif yaptığını iddia etmiyor. Bunun yerine ekip, femtosaniye lazerler ve cam temelli gerçek dünyaya uygun bir teknolojinin ilk kapsamlı gösterimini sunuyor.
Bu çalışma; veri kodlama, yazma, okuma, çözme ve hata düzeltme dâhil olmak üzere böyle bir depolama platformunun tüm temel unsurlarını bir araya getiriyor.
Güvenilirlik, yazma hızı, enerji verimliliği ve veri yoğunluğu için farklı stratejiler inceleniyor ve veri ömrü sistematik biçimde değerlendiriliyor.
Camdan bilgiyi okumak için bir mikroskop düzeneği kullanılıyor.
Silica, lazerle yazılan iki ana voxel türünü ele alıyor.
Birincisi, camın içinde lazer kaynaklı “mikro patlamalarla” oluşturulan, uzamış boşluk benzeri çok küçük yapılar. Bunlar, milimetreküp başına 1,59 gigabit gibi son derece yüksek bir depolama yoğunluğu sağlıyor.
İkinci tür ise camın yerel kırılma indisinde yapılan çok ince değişikliklere dayanıyor. Bunlar daha hızlı yazılabiliyor ve daha az enerji gerektiriyor; ancak her milimetreküp cam daha az veri tutabiliyor.
Bu yöntem saniyede yaklaşık 65,9 megabit yazabiliyor ve yazarlar bunun daha fazla lazer ışınıyla artırılabileceğini söylüyor.
Son olarak, hızlandırılmış yaşlandırma deneyleri, daha hassas olan faz voxel’leri söz konusu olsa bile yazılan verilerin 10.000 yıldan fazla süre kararlı kalabileceğini gösteriyor. Bu, manyetik bantlar veya sabit diskler gibi geleneksel arşivleme ortamlarının ömrünü açık ara geride bırakıyor.
Gelecek
1990’ların sonunda Viyana Teknoloji Üniversitesi’nde doktorama başladığımda, femtosaniye darbeleri üretebilen lazerleri inşa etme uzmanlığına sahip dünyadaki laboratuvar sayısı bir elin parmaklarını geçmiyordu.
Bugün ise onlarca yıllık teknolojik gelişmenin ardından, endüstriyel kullanım için gerekli güvenilirlik, güç ve tekrar oranlarına sahip ultra hızlı lazerler hazır olarak satın alınabiliyor.
Yoğun, hızlı ve enerji açısından verimli arşivsel veri depolama, bu lazerlerin heyecan verici gerçek dünya uygulamalarından biri. Ultra hızlı fotonik olgunlaştıkça, daha pek çok uygulamanın ortaya çıkacağına şüphe yok. Heyecan verici zamanlar bizi bekliyor.
Derleyen: Damla Şayan
