Camın Hafızası: Microsoft’un Silica Projesi

ABD’de Microsoft Research’teki ilim insanları, sıradan bardak parçalarına malumat yazıp okuyabilen Silica adlı tek sistemi tanıttı. Bu sistem, avuç içi büyüklüğünde inceliği tek dörtgen camda ikisi milyon kitaba eşdeğer veriyi depolayabiliyor.

Bugün Nature dergisinde yayımlanan tek makalede araştırmacılar, yaptıkları testlerin verilerin 10.000 yıldan uzunluğu süre okunabilir kalacağını gösterdiğini söylüyor.

Işığın Minicik Darbeleri Neler Yapabiliyor?

Silica adı verilen yepyeni sistem, malumatyi sıradan tek bardak bloğun içine kazımak için oğullar seviye kısa lazer ışık darbeleri kullanıyor.

Bu darbeler “ultra kısa” olarak adlandırılıyor çünkü her arasında biri biri saniyenin katrilyonda arasında biri (femtosaniye ya da 10⁻¹⁵ s) kadar sürüyor.

Bunu zihninizde canlandırmak için: On femtosaniyeyi tek dakikayla karşılaştırmak, tek dakikayı evrenin tüm yaşıyla karşılaştırmak gibi.

Araştırmacılar, femtosaniye lazerleri kullanarak camın içine bilgi yazdı.

Bu inanılmaz derecede kısa flaşlar, attosaniye (bir femtosaniyenin binde arasında 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 dolayı Ferenc Krausz, Anne L’Huillier ve Pierre Agostini’ye verildi.

Camın İçine Yazmak

Femtosaniye lazer darbelerinin uygulamalı tek teknolojik uygulaması da var: Cam gibi saydam malzemelerin derinliklerinde değişiklikler etmek.

Bu lazerler normalde camdan tesirleşime girmeden geçen tek dalgalı boyunda ışık üretir. Ancak bu ultra kısa darbeler kesin tek noktaya çok sıkı şekilde odaklandığında, oluşan yoğun elektrik saha camın moleküler yapısını o yoğunlaşma bölgesinde değiştirir.

Bu sayede, genelleme kenarları tek metrenin milyonda birinden daha küçük olan çok ufak üç boyutlu tek hacimli tesirlenir. Buna “voxel” denir ve bardak içinde oğullar seviye duyarlı biçimde başlıkmlandırılabilir.

On Yıllara Yayılan Araştırmalar

Lazerle yazılan voxel’lerin üç boyutlu bilgi depolamada kullanılması fikri yepyeni 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 bilgi yapılarının yazılabileceğini gösterdi.

2014’te Birleşik Krallık’taki Southampton Üniversitesi’nden Peter Kazansky ve ekibi, “görünüşte sınırsız ömürlü” bilgi depolar sağlayan erimiş kuvars bardak üzerine çalışmalarını raporladı. Bu da ultra dayanıklı bardak tabanlı hafıza aygıtları fikrinin yerleşmesine yardımcı oldu.

2024’te Kazansky, “5D bardak nanoyapılandırma”yı ticarileştirmek üzere SPhotonix adlı tek şirket kurdu.

“5D hafıza kristali” vizyonu popüler kültüre bile girdi: Benzer tek cihaz, oğullar Mission Impossible filmi The Final Reckoning’de güçlü ama karanlık tek yapay zekâyı barındıran güvenli tek kasa olarak tasvir edildi.

Eksiksiz Bir Sistem: Silica Projesi

Silica tasarısi yepyeni tek teknik keşif yaptığını talep etmiyor. Bunun seçenek ekip, femtosaniye lazerler ve bardak temelli gerçek dünyaya elverişli tek teknolojinin birinci içeriklı gösterimini sunuyor.

Bu çalışma; bilgi kodlama, yazma, okuma, çözme ve yanlışlı düzeltme dâhil bulunmak üzere böyle tek depolar platformunun tüm ilköğretim unsurlarını tek araya getiriyor.

Güvenilirlik, yazma hızı, güç verimliliği ve bilgi yoğunluğu için farklı stratejiler inceleniyor ve bilgi ömrü sistematik biçimde değerlendiriliyor.

Camdan malumatyi mütalaa etmek için tek mikroskop düzeneği kullanılıyor.

Silica, lazerle yazılan ikisi esas 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 oğullar seviye yüksek tek depolar yoğunluğu sağlıyor.

İkinci tür ise camın mahalli kırılma indisinde yapılan çok inceliği değişikliklere dayanıyor. Bunlar daha hızlı yazılabiliyor ve dahaaz güç lüzumtiriyor; bununla birlikte her arasında biri milimetreküp bardak dahaaz bilgi tutabiliyor.

Bu yöntem saniyede yaklaşık 65,9 megabit yazabiliyor ve yazarlar bunun ilave lazer ışınıyla artırılabileceğini söylüyor.

Son olarak, hızlandırılmış yaşlandırma deneyleri, daha duyarlı olan evre voxel’leri söz başlıksu olsa bile yazılan verilerin 10.000 yıldan fazla süre hükümlı kalabileceğini gösteriyor. Bu, manyetik bantlar ya da sabitlik diskler gibi gelenekselliği arşivleme ortamlarının ömrünü açık ara geride bırakıyor.

Gelecek

1990’ların nihayetinde Viyana Teknoloji Üniversitesi’nde doktorama başladığımda, femtosaniye darbeleri üretebilen lazerleri inşa etme uzmanlığına malik dünyadaki laboratuvarlar sayısı tek elin parmaklarını geçmiyordu.

Bugün ise onlarca yıllık teknolojik gelişmenin ardından, endüstriyel kullanım için lüzumli güvenilirlik, güç ve tekrar oranlarına malik ultra hızlı lazerler hazır olarak satın alınabiliyor.

Yoğun, hızlı ve güç açısından tesirli arşivsel bilgi depolama, bu lazerlerin nefeskesici gerçek dünya uygulamalarından biri. Ultra hızlı fotonik olgunlaştıkça, daha pek çok uygulamanın ortaya çıkacağına şüphe yok. Heyecan verici zamanlar bizi bekliyor.

Derleyen: Damla Şayan