一个光点，存下一座“千层信息高楼”！全球首次实现单光束多维光存储，跳出高容量光存储必须双光束的固有技术框架！

大家好，咱们今天来讲一项刚刚登上《自然·光子学》的硬核科研成果，来自咱们中国上海理工大学顾敏院士、张启明教授带领的科研团队，复旦大学、东南大学联合参与完成，论文在2026年9月29日正式在线发表。

在此之前，全球想要实现高容量多维光存储，一直离不开双光束协同工作这个硬性条件，就好比写字的时候，需要一只手按住本子、另一只手拿笔配合完成，两套光路还要做到精准对齐，整套设备结构复杂，想要小型化、集成落地难度很大，这也是多年来摆在全世界科研人员面前的一道难题。这次咱们团队开辟全新思路，不再依赖两束光配合，只用单独一束光，就可以完成信息写入与读取，成功让一个三维存储点区分出1024种不同状态，通俗来说，单单这一个小小的光点，就能承载10比特的数据。

很多朋友对这个容量没有直观概念，咱们打个比方，一张普通DVD大小的存储介质，按照这套方案测算，理论存储容量大约0.4Pb，1Pb等于1024TB，这个存储空间足以放下几十万部高清电影，而且数据读出保真度超过99.99%，读取出错概率极低。

这项突破最核心的亮点，就是扩容思路和过去全球主流方案完全不同。以往提升光存储容量，大多都是拼命缩小记录光点，或是不断堆叠更多存储层数，越往后工艺门槛越高，很容易碰到物理上限。而这项成果走的是单点位多维复用路线，不再死磕光点尺寸，而是让同一个存储点承载多维度信息，省去了双光束系统精密配准的麻烦，硬件结构大幅简化，更方便后续做成实用设备。根据理论推演，如果后续把层间距进一步压缩，这套方案在DVD尺寸介质上，理论容量还有机会提升到20Pb；团队也提出，后续工程化阶段目标是实现高速扫描写入与宽场并行读取，未来有望进一步提升读写性能。

这项技术主攻海量冷数据存储场景，像天文观测采集的海量观测资料、卫星长期回传存档数据、各大科研机构几十年积累下来的原始实验数据，这类数据不需要频繁调取，但是对保存时长、稳定性要求很高。传统硬盘长期放置容易老化损坏，磁带读取速度慢，而光存储本身寿命长的特性，刚好适配长期存档需求。在全球冷数据存储赛道当中，多维光存储一直是重点攻关方向，在高容量多维光存储领域，首次以单光束架构实现这一目标，给全世界光存储领域的研究提供了全新的技术路线参考。

目前这项成果还属于实验室阶段的基础研究突破，容量进一步提升属于理论推演，高速读写属于后续工程化目标，还需要持续开展实验验证和工程落地工作。

图｜上海理工大学顾敏院士、张启明教授团队单光束多维光存储原理示意图，图片来源：上海理工大学官方公开素材，仅用于科技科普。