我国科学家提出单光束多维光存储新方案：DVD 尺寸容量可达 0.4 Pb

AI 总结
• 上海理工大学顾敏院士、张启明教授团队于9月29日在《自然·光子学》发表成果，自主研发出单光束多维光存储技术。
• 该技术利用单束单色光完成写入和读取，使单个三维存储点可区分1024种状态，对应10 bit信息容量，数据读取可靠性超过99.99%。
• DVD尺寸介质的理论存储容量约为0.4 Pb，相比传统方案不再依赖双光束架构，且多出的编码空间可为原位光学AI训练提供便利。
• 研究团队表示，若将层间距压缩至1 μm并将灰阶编码拓展至万级，理论容量有望提升至约20 Pb，但目前应用仍需兼顾读写速度与设备集成能力。

【单光束多维光存储新方案发布】
IT之家 9 月 29 日消息，上海理工大学智能科技学院顾敏院士、张启明教授团队今日在《自然 · 光子学》在线发表研究成果，自主研发单光束多维光存储技术。

该技术使单个三维存储点可区分 1024 种状态，对应 10 bit 信息容量，并实现高速写入和宽场并行读取。DVD 尺寸介质的理论存储容量约 0.4 Pb，数据读取可靠性超过 99.99%。

                               
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▲ 论文原理图
【从二进制到万级状态】
传统二进制存储中，一个记录单元通常只有“0”和“1”两种状态。张启明表示，新技术让一个记录单元拥有 1024 种可区分状态。

过去需要多个记录单元承载的信息，现在可通过提高单个记录点信息容量完成。光存储提升容量不再只靠缩小记录点或增加层数。

以 8K 灰度图像为例，一个像素有 256 种灰度取值，需 8 个二进制单元保存。

10 bit 存储点完成 8 bit 灰度后，多出 2 bit 可为原位光学 AI 训练提供编码空间。

【打破双光束架构依赖】
传统超分辨光存储路线常需双束光协同写入和读取，带来精密配准、稳定控制等系统难题。

团队此次以单束单色光分别完成写入和读取，打破高容量光存储对双光束读写架构的依赖。

在现有 0.4 Pb 基础上，若将层间距由 5 μm 压缩至 1 μm，灰阶编码拓展至万级，理论容量有望提升至约 20 Pb。

【应用展望】
顾敏表示，面向未来海量数据存储，Pb 容量并不是唯一衡量指标。

真正走向应用，还要兼顾读写速度、系统复杂度和设备集成能力。

博士生张慧和 Simone Lamon 副研究员为论文共同第一作者；

Simone Lamon 副研究员、刘丽英教授、张启明教授与顾敏院士为共同通讯作者。

上海理工大学为论文第一署名单位，复旦大学和东南大学为合作完成单位。

IT之家附论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41566-026-02004-z

[来源链接] https://www.ithome.com/1/008/488.htm