Данные на 10 000 лет: Microsoft записывает терабайты в обычное стекло

Зачем это важно

Каждый день человечество генерирует около 400 миллионов терабайт данных. Медицинские снимки, спутниковые фотографии, научные эксперименты, государственные архивы — всё это нужно где-то хранить. Проблема в том, что ни один современный носитель не рассчитан на долгую жизнь: жёсткие диски живут 5-10 лет, SSD — до 10 лет, магнитные ленты — 15-30 лет. Каждые несколько лет данные приходится перекопировать на свежий носитель, а это стоит денег, энергии и нервов.

Microsoft Research предложила радикальное решение: записывать данные внутрь обычного стекла. Их система Project Silica помещает 4.8 терабайта в пластину размером с ладонь — и эти данные переживут не только ваш ноутбук, но и, возможно, саму цивилизацию. Статья вышла в Nature в феврале 2026 года, и это не очередной лабораторный прототип: за технологией стоят 8 лет исследований и реальная архитектура облачного хранилища.

Основная идея

Представьте себе блокнот, в котором вы пишете не на страницах, а внутри них — на каждом из 301 слоя бумаги одновременно. Примерно так работает Project Silica: фемтосекундный лазер создаёт микроскопические точки (воксели) в толще стеклянной пластины, и каждая точка кодирует данные.

Воксель — трёхмерный аналог пикселя. Если пиксель — это точка на плоском экране, то воксель — это точка в объёме. В Project Silica каждый воксель имеет размер менее 1 микрометра.

Фемтосекундный лазер — лазер, генерирующий импульсы длительностью около 10⁻¹⁵ секунды. За такое время свет проходит всего 0.3 микрометра. Но пиковая мощность импульса при этом превышает 1 ТВт/см² — этого достаточно, чтобы изменить молекулярную структуру стекла.

Ключевой прорыв в том, что последняя версия Silica работает с боросиликатным стеклом — это обычный Pyrex, из которого делают лабораторную посуду и кухонные формы для запекания. Раньше подобные эксперименты требовали дорогого кварцевого стекла. Переход на дешёвый материал — это как пересесть с болида Формулы-1 на серийный автомобиль, который может купить каждый.

Как это работает

Рис. 2: Схема процесса записи — фемтосекундный лазер фокусируется на разных глубинах, создавая воксели в 301 слое. Источник: Nature (2026)

Запись

Фемтосекундный лазер фокусируется на определённой глубине внутри стеклянной пластины и создаёт воксель — точку, где молекулярная структура стекла изменена. Команда Microsoft разработала два режима записи:

• Void-type — лазер создаёт микропустоту внутри стекла. Плотность записи рекордная: 1.59 Гбит/мм³.
• Phase-type — лазер изменяет показатель преломления, не разрушая материал. Скорость записи: 25.6 Мбит/с на один луч при энергозатратах всего 10.1 наноджоуля на бит.

Данные кодируются через положение вокселя в трёх измерениях (X, Y, Z) плюс оптические параметры — фазовый сдвиг и двулучепреломление. Получается своего рода «4D-код».

Чтение

Рис. 3: Считывание данных — поляризованный свет проходит через стекло, а алгоритмы ML декодируют воксели обратно в биты. Источник: Nature (2026)

Считывание происходит с помощью поляризационного микроскопа и камеры. Свет проходит сквозь стекло, воксели изменяют его поляризацию, а алгоритмы машинного обучения декодируют сигнал обратно в биты. Важно: доступ произвольный — можно прочитать любой участок данных, не сканируя всё стекло от начала до конца, как пришлось бы с магнитной лентой.

Хранение

Рис. 4: Фемтосекундный лазер в лаборатории Microsoft Research — система для записи данных в стекло. Источник: Microsoft Research

Стеклянная пластина не требует электричества, охлаждения, герметичной среды и вообще никакого обслуживания. Она просто лежит на полке. Ускоренные тесты старения показали, что данные сохранятся более 10 000 лет.

Результаты

Вот что удалось команде Project Silica в последней работе:

Параметр	Значение
Ёмкость	4.8 ТБ на одну пластину
Размеры пластины	120×120×2 мм
Количество слоёв	301
Плотность записи	1.59 Гбит/мм³
Скорость записи	25.6 Мбит/с (на луч)
Энергоэффективность	10.1 нДж/бит
Срок хранения	> 10 000 лет

Для наглядности: одна пластина Silica вмещает примерно 2 миллиона книг или 5 000 фильмов в UHD-качестве. При этом она помещается на ладони и весит как пара шоколадных плиток.

Критический взгляд

Эта статья опубликована в рецензируемом журнале Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-10042-w). Ниже представлен анализ, основанный на данных из публикации и независимых источников.

Сильные стороны

1. Публикация в Nature подтверждает научную значимость работы. Это не пресс-релиз и не препринт.
2. Боросиликатное стекло вместо кварца — принципиальный шаг к удешевлению. Pyrex стоит копейки по сравнению с оптическим кварцем.
3. Энергонезависимость — пластина не потребляет электричество при хранении, что кардинально снижает углеродный след архивных данных.

Ограничения

1. Только запись один раз (WORM — Write Once, Read Many). Данные нельзя удалить, перезаписать или изменить. Лазер физически меняет структуру стекла — это необратимо.
2. Медленная запись. 25.6 Мбит/с — это в 125 раз медленнее, чем запись на обычную ленту LTO-9 (400 МБ/с). Silica подходит только для «холодных» архивов, где данные записываются один раз и читаются редко.
3. Дорогое оборудование. Фемтосекундные лазеры стоят сотни тысяч долларов. Коммерческого продукта пока нет — Microsoft планирует пилоты в 2025–2027 годах, а серийную версию — к 2030.

Открытые вопросы

1. Формат vs. носитель. Стекло проживёт 10 000 лет — но будет ли кто-то через 10 000 лет знать, как его читать? У нас уже сейчас проблемы с 8-трековыми кассетами 50-летней давности.
2. 15 лет обещаний. Скептики справедливо отмечают, что подобные заголовки появляются каждый год с 2010-х. Технология пока не вышла за пределы лаборатории.

Что дальше

Project Silica — это не про замену вашего SSD. Это про архивы, которые переживут века: государственные записи, культурное наследие, геномные базы данных, научные эксперименты.

Microsoft уже тестирует роботизированные библиотеки для стеклянных пластин — аналог ленточных библиотек, но без движущихся частей внутри самого носителя. А Университет Саутгемптона параллельно развивает «5D-запись» в кварце с теоретическим сроком хранения 10²⁰ лет.

Главный вопрос не «можно ли записать данные в стекло» — это уже доказано. Вопрос в том, удастся ли сделать фемтосекундные лазеры достаточно дешёвыми и быстрыми, чтобы технология стала экономически оправданной. Как говорит руководитель проекта Ричард Блэк: «Вся физика решена — теперь дело только за лазером».

Официальное видео Microsoft: как Project Silica хранит данные тысячелетиями. Источник: Microsoft

Часто задаваемые вопросы

Чем стеклянное хранилище лучше обычного SSD или жёсткого диска?

SSD и HDD хранят данные 5-10 лет и требуют электричества. Стеклянная пластина Silica хранит данные более 10 000 лет, не потребляет энергию, не боится воды, магнитных полей и температурных перепадов. Однако SSD значительно быстрее и позволяет перезаписывать данные — Silica работает в режиме «записал один раз, читаешь сколько угодно».

Можно ли перезаписать данные на стеклянной пластине?

Нет. Запись физически изменяет молекулярную структуру стекла — это необратимый процесс. Silica работает по принципу WORM (Write Once, Read Many). Удалить или изменить записанные данные невозможно. Но при плотности 4.8 ТБ на пластину это не критично: можно просто пометить старые данные как неактуальные и записать новые на свежую пластину.

А что если стекло разобьётся?

Данные записаны внутри объёма стекла, а не на его поверхности. Царапина на поверхности не повредит информацию. Сама пластина — боросиликатное стекло (Pyrex) — термостойкое и химически инертное. Конечно, если уронить её на бетон, она разобьётся, но в роботизированной библиотеке это маловероятно. К тому же стеклянные пластины без электроники физически устойчивее серверных стоек.

Сможем ли мы читать эти данные через 10 000 лет?

Это открытый вопрос. Стекло проживёт — но формат кодирования и технология чтения могут устареть. Microsoft предлагает хранить спецификацию формата вместе с данными на той же пластине. Это как высечь инструкцию на камне рядом с сокровищем.

Когда можно будет купить такое хранилище?

Пока нельзя. Microsoft планирует пилотные проекты в 2025–2027 годах, а коммерческую версию — к 2027-2030. Главное препятствие — стоимость фемтосекундных лазеров, которые пока стоят сотни тысяч долларов.