Disco de almacenamiento de datos de un millón de años presentado

En 1956, IBM presentó la primera computadora comercial del mundo capaz de almacenar datos en una unidad de disco magnético. El IBM 305 RAMAC utilizó cincuenta discos de 24 pulgadas para almacenar hasta 5 MB, una hazaña impresionante en aquellos días. Sin embargo, hoy en día no es difícil encontrar discos duros que puedan almacenar 1 TB de datos en un solo disco de 3,5 pulgadas.

Pero a pesar de este enorme aumento en la densidad de almacenamiento y una mejora igualmente impresionante en la eficiencia energética, una cosa no ha cambiado. La vida útil durante la cual los datos se pueden almacenar en discos magnéticos es todavía de una década.

Eso plantea un problema interesante. ¿Cómo vamos a preservar la información sobre nuestra civilización en una escala de tiempo que la supere? En otras palabras, ¿qué tecnología puede almacenar información de manera confiable durante 1 millón de años o más?

Hoy, obtenemos una respuesta gracias al trabajo de Jeroen de Vries en la Universidad de Twente en los Países Bajos y algunos amigos. Estos chicos han diseñado y construido un disco capaz de almacenar datos en esta escala de tiempo. Y han realizado pruebas de envejecimiento acelerado que muestran que debería poder almacenar datos durante 1 millón de años y posiblemente más.

Estos chicos comienzan con una teoría sobre el envejecimiento. Claramente, no es práctico realizar un experimento de envejecimiento en tiempo real, particularmente cuando los períodos involucrados se miden en millones de años. Pero hay una forma de acelerar el proceso de envejecimiento.

Esto se basa en la idea de que los datos deben almacenarse en un mínimo de energía que esté separado de otros mínimos por una barrera de energía. Entonces, para corromper los datos convirtiendo un 0 en un 1, por ejemplo, se requiere suficiente energía para superar esta barrera.

La probabilidad de que el sistema salte de esta manera se rige por una idea conocida como ley de Arrhenius. Esto relaciona la probabilidad de saltar la barrera con factores como su temperatura, la constante de Boltzmann y la frecuencia con la que se puede intentar un salto, lo cual está relacionado con el nivel de vibraciones atómicas.

Algunos cálculos sencillos revelan que para durar un millón de años, la barrera de energía requerida es de 63 KBT o 70 KBT para durar mil millones de años. Estos valores están dentro del rango de la tecnología actual, dicen de Vries y compañía.

Y para demostrarlo, siguen adelante y crean un disco capaz de almacenar información durante este período de tiempo. El disco es de concepción simple. Los datos se almacenan en el patrón de líneas grabadas en un disco de metal delgado y luego se cubren con una capa protectora.

El metal en cuestión es tungsteno, que eligieron debido a su alta temperatura de fusión (3.422 grados C) y bajo coeficiente de expansión térmica. La capa protectora es de nitruro de silicio (Si3N4) elegido por su alta resistencia a la fractura y su bajo coeficiente de expansión térmica.

Estos chicos hicieron su disco utilizando técnicas de modelado estándar y almacenaron datos en forma de códigos QR con líneas de 100 nm de ancho. Luego calentaron los discos a varias temperaturas para ver cómo les iba a los datos.

Los resultados son impresionantes. Según la ley de Arrhenius, un disco capaz de sobrevivir un millón de años tendría que sobrevivir 1 hora a 445 Kelvin, una prueba que los nuevos discos superaron con facilidad. De hecho, sobrevivieron a temperaturas de hasta 848 Kelvin, aunque con una cantidad significativa de pérdida de información.

Eso se compara bien con el Proyecto Rosetta, una propuesta de la Fundación Long Now para crear materiales de archivo capaces de almacenar información por períodos de más de 10,000 años.

El nuevo trabajo sugiere que deberíamos poder preservar una cantidad significativa de información para civilizaciones futuras, quizás incluso extraterrestres.

Hay salvedades, por supuesto. La teoría detrás del envejecimiento acelerado solo se aplica en circunstancias muy específicas y no dice nada sobre la capacidad de supervivencia en otros casos. Es difícil imaginar que el nuevo disco sobreviva al impacto de un meteorito, por ejemplo. De hecho, sería poco probable que sobreviviera a las temperaturas que pueden ocurrir en un incendio doméstico común.

Pero de Vries y compañía confían en que pueden crear sistemas de almacenamiento de datos aún más robustos. Su trabajo es un paso interesante hacia la preservación de nuestros datos para futuras civilizaciones.

Ref: arxiv.org/abs/1310.2961 : Hacia el almacenamiento Gigayear utilizando un medio a base de nitruro de silicio / tungsteno

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