Cientistas chineses criaram um sistema de armazenamento de dados 3D holográfico com grande aumento na densidade de dados.

Sistema de armazenamento holográfico 3D codifica dados simultaneamente na amplitude, na fase e na polarização da luz e usa uma rede neural para decodificação rápida

Pesquisadores da China criaram um sistema de armazenamento de dados holográfico 3D que registra e recupera informação explorando, ao mesmo tempo, a amplitude, a fase e a polarização da luz. Na prática, essa abordagem promete elevar de forma expressiva tanto a densidade de armazenamento quanto a velocidade de transferência de dados.

O armazenamento holográfico de dados utiliza um laser para gravar informação digital. Diferentemente de métodos tradicionais, em que os dados ficam restritos à superfície do meio, a holografia inscreve padrões sobrepostos no volume do material. Como a gravação ocorre em profundidade, a densidade de armazenamento tende a ser maior.

A equipe liderada pelo professor Xiaodi Tan, da Universidade Normal de Fujian, adotou um método de holografia por polarização e recorreu a uma rede neural convolucional para tratar os dados. Nesse arranjo, a polarização da luz passa a funcionar como uma dimensão independente de informação - algo que antes era difícil de implementar devido a desafios de preservação e de decodificação dos dados.

Para viabilizar isso, os cientistas elaboraram um esquema de modulação 3D que controla a intensidade e a fase por meio de dois estados de polarização ortogonais. Assim, foi possível usar um único modulador espacial de luz para codificar amplitude, fase e polarização. No lado da leitura, foi desenvolvida uma rede neural capaz de processar simultaneamente essas propriedades do feixe, usando apenas dados de intensidade como entrada.

O sistema foi avaliado em uma configuração compacta, na qual os dados eram gravados e reconstruídos em um meio sensível à polarização. A partir da análise das imagens, extraíram-se amplitude, fase e polarização; em seguida, essas informações foram encaminhadas à rede neural para a reconstrução dos dados 3D.

Os testes indicaram que a codificação conjunta multidimensional aumenta de modo relevante o volume de informação armazenado em uma única página holográfica. Com isso, abre-se caminho para sistemas de armazenamento mais práticos, com alta capacidade e elevada largura de banda.

Segundo o professor Tan, ao empregar redes neurais para decodificação simultânea, elimina-se a necessidade de medições complexas, acelerando a leitura dos dados. Isso pode contribuir para data centers mais compactos, melhorias em arquivamento e maior eficiência na transmissão de informação.

Embora a solução ainda esteja em fase de pesquisa, o grupo pretende ampliar o número de níveis de codificação para aumentar a capacidade e fortalecer a estabilidade dos meios de armazenamento. Também está em estudo a integração de multiplexação volumétrica para viabilizar armazenamento multicanal.