美国芝加哥大学的研究团队在数据存储领域取得了重要突破 —— 成功在一个仅一毫米大小的晶体立方体内存储了数 TB 的数据。研究人员利用晶体中的单原子缺陷，将数据的二进制 1 和 0 存储在其中，从而实现了这一壮举。

长期以来，数据存储依赖于在“开”和“关”两种状态之间切换的系统，但传统存储方式中，存储这些二进制信息的组件尺寸受限，限制了设备的存储容量。

芝加哥大学普利茨克分子工程学院的研究团队开发了一种突破性方法，成功展示了如何利用晶体中的缺失原子，将数据存储在小至一毫米的空间内，存储量达到数 TB。

论文的第一作者、钟教授实验室（音译）的博士后研究员莱昂纳多・弗朗萨表示：“我们找到了一种方式，将辐射剂量计量中的固态物理应用与量子领域的研究结合起来，尽管我们的工作并不完全属于量子研究。”

该研究发表在《纳米光子学》期刊上，探讨了如何利用原子级别的晶体缺陷作为单独的存储单元，将量子方法与经典计算原理相结合。

在钟天（音译）助理教授的带领下，研究团队通过将稀土离子引入晶体，创新性地开发了这一存储方法。具体来说，他们将镨离子（praseodymium ions）融入氧化钇晶体（yttrium oxide crystal）中。这一方法也可扩展到其他材料，因稀土元素具有多种光学特性。

该存储系统通过紫外激光激活，激光使稀土离子获得能量，释放电子，而这些电子被困在晶体的自然缺陷中。通过调控这些缺陷的电荷状态，研究人员创造了一个二进制系统，带电缺陷代表“1”，未带电缺陷代表“0”。

晶体缺陷曾在量子计算中作为潜在的量子比特得到关注，但芝加哥大学的研究团队更进一步，发现了如何将这些缺陷用于经典存储。

弗朗萨表示：“虽然量子系统研究需求旺盛，但同时也有提高经典非易失性存储容量的需求。我们的工作正是在量子和光学数据存储的交界处展开的。”

研究人员认为，这一突破有望重新定义数据存储的极限，为经典计算领域带来超小型、高容量的存储解决方案。