अद्भुत भंडारण माध्यम – कैसे क्रिस्टल मानवता को बचा सकते हैं

डेटा संग्रहण का विकास

डेटा रिकॉर्ड करना सभ्यता की स्थापना के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण था। वास्तव में, लिखित रिकॉर्ड का आविष्कार प्रागैतिहासिक और ऐतिहासिक कालों के बीच विभाजन को परिभाषित करता है। प्रारंभिक क्यूनिफॉर्म मिट्टी की टैबलेट और पपीरस स्क्रॉल से लेकर मध्ययुगीन पुस्तकों और प्रिंटिंग प्रेस तक, लेखन विधियों और प्रौद्योगिकी में सुधार ने मानव समाजों को रूपांतरित किया है।

आज, हम पहले से अधिक डेटा रिकॉर्ड और संभालते हैं। लेकिन विरोधाभासी रूप से, हमारे संग्रहण माध्यम अधिक नाज़ुक होते जा रहे हैं। उदाहरण के लिए, हम अब डिस्क रोट, या सीडी रोट के बारे में जानते हैं, जो कॉम्पैक्ट डिस्क (सीडी) की परावर्तक परत के क्षय को दर्शाता है। यह संभावना है कि इन संग्रहण उपकरणों में से अधिकांश, संग्रहालय अभिलेखों सहित, केवल दशकों के बाद पढ़ने योग्य नहीं रहेंगे। यही समस्या डीवीडी और ब्लू-रे जैसे अन्य ऑप्टिकल संग्रहण विधियों को भी प्रभावित करती है।

स्रोत: Digital Scrapbooking Storage

इसी प्रकार, हार्ड ड्राइव्स इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगों के प्रति बहुत संवेदनशील हो सकते हैं, इसलिए विश्व का अधिकांश डेटा पर्याप्त रूप से मजबूत सौर तूफान या EMP द्वारा मिटाया जा सकता है।

इसलिए कुल मिलाकर, वेल्लम, पपीरस या मिट्टी पर लिखे पांडुलिपियों की तुलना में, आधुनिक ज्ञान केवल कुछ दशकों या एक सदी तक ही टिकेगा, या यह एक आपदा से पूरी तरह नष्ट होने की दूरी पर है।

सौभाग्य से, शोधकर्ता अधिक टिकाऊ डेटा संग्रहण तकनीकों की खोज कर रहे हैं। और आश्चर्यजनक रूप से, यह विज्ञान-फ़िक्शन शो में एलियन जहाज़ों में दिखने वाले क्रिस्टल के प्रकार जैसा दिख सकता है।

स्रोत: RPF

क्रिस्टलों की टिकाऊपन

अधिकांश सामग्री समय के साथ क्षय होती है, चाहे वह सिलिकॉन वेफ़र पर उन्नत नक्काशी हो या कागज़/पशु त्वचा। हालांकि, खनिज क्रिस्टल एक ऐसी संरचना है जो सहस्राब्दियों, यदि नहीं लाखों वर्षों तक उल्लेखनीय रूप से स्थिर रहती है।

यह इसलिए है क्योंकि क्रिस्टल परमाणु स्तर पर बहुत कठोरता से व्यवस्थित और संरचित होते हैं। इसका मतलब है कि उन्हें तोड़ना शुरू करने के लिए, आपको बड़े फाइबरों के बीच बंधनों को कम करने या सिलिकॉन परमाणु के विद्युत आवेश को घटाने के बजाय परमाणु स्तर पर तोड़ना होगा।

स्रोत: Britannica

यह क्रिस्टलों को गर्मी, सूक्ष्मजीवों या विद्युतचुंबकत्व से होने वाले नुकसान के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी बनाता है।

इन गुणों ने Pr. Peter Kazansky at the University of Southampton को क्रिस्टल डेटा संग्रहण विकसित करने के लिए प्रेरित किया। उन्होंने हाल ही में एक ऐसे क्रिस्टल में मानव जीनोम डेटा का सम्पूर्ण भाग दर्ज किया।

स्रोत: University of Southampton

और दीर्घकाल में, यह लगभग अनंतकाल तक मानव ज्ञान के कुल योग को संग्रहीत करने का एक तरीका बन सकता है।

“क्रिस्टल पर अंकित दृश्य कुंजी खोजकर्ता को यह ज्ञान देती है कि अंदर कौन सा डेटा संग्रहीत है और इसे कैसे उपयोग किया जा सकता है।

डेटा की घनी परतों के ऊपर, कुंजी सार्वभौमिक तत्वों (हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन, और नाइट्रोजन); डीएनए अणु के चार बेस (एडेनिन, साइटोसिन, ग्वानिन, और थाइमिन) उनके आणविक संरचना के साथ; डीएनए की दोहरी हेलिक्स संरचना में उनका स्थान; और जीन कैसे एक क्रोमोसोम में स्थित होते हैं, जिसे फिर एक कोशिका में डाला जा सकता है, को दर्शाती है।”

5D क्रिस्टल

उन्होंने यह 3D प्रकृति वाले क्रिस्टलों का उपयोग करके किया। वे अल्ट्रा-फ़ास्ट लेज़रों का उपयोग करके सिलिका क्रिस्टल के भीतर नैनो-संरचित रिक्तियों में डेटा को सटीक रूप से अंकित करते हैं – जिसमें फीचर आकार केवल 20 नैनोमीटर तक छोटे होते हैं।

स्रोत: ZME Science

यह वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश डेटा रिकॉर्डिंग के विपरीत है, जो मुख्यतः डेटा को 2D प्लेन पर रिकॉर्ड करता है, चाहे वह कागज़, मैग्नेटिक टेप, या सिलिकॉन वेफ़र हो।

इसके बजाय, वे डेटा को क्रिस्टल की सभी गहराइयों (3D) में रिकॉर्ड करते हैं, साथ ही 3D स्थानिक आयाम में 2 ऑप्टिकल आयाम जोड़कर डेटा घनत्व की एक अतिरिक्त परत जोड़ते हैं।

बाइरिफ्रिंजेंस

सिद्धांत रूप में, क्रिस्टल में नैनोस्कोपिक रिक्ति की स्थानिक स्थिति का उपयोग करके “सरल” 3D डेटा संग्रहण पर्याप्त हो सकता है। हालांकि, इसके लिए बहुत बड़े क्रिस्टल की आवश्यकता होगी या प्रत्येक क्रिस्टल में रखे जा सकने वाले डेटा की मात्रा सीमित हो जाएगी।

इसलिए शोधकर्ता “बाइरिफ्रिंजेंस” नामक एक घटना का भी उपयोग करते हैं। इसका अर्थ है कि पदार्थ प्रकाश के ध्रुवीकरण के आधार पर प्रकाश को अलग-अलग दिशा में मोड़ता है। यह हमें डेटा संग्रहण घनत्व को 8 गुना बढ़ाने की अनुमति देता है।

डेटा को अधिक सटीक फोकसिंग ऑप्टिक्स और छोटे तरंगदैर्घ्य के प्रकाश से रिकॉर्ड करके, ब्लू-रे डिस्क के समान एक स्थानिक (3D) घनत्व प्राप्त करना संभव है, जिसमें पिट आकार 200 नैनोमीटर से कम होता है।

बाइरिफ्रिंजेंस द्वारा प्रदान किए गए चौथे और पाँचवें आयामों के साथ मिलाकर, जो एक पिट को एक बिट के बजाय आठ बिट (एक बाइट) जानकारी संग्रहीत करने की अनुमति देते हैं, एक एकल 12 सेमी व्यास वाले डिस्क में सैकड़ों टेराबाइट की अभूतपूर्व क्षमता हासिल करना संभव होगा।

5D Memory Crystal

अत्यधिक टिकाऊपन

यह न केवल ब्लू-रे जितना डेटा संग्रहण घनत्व रखेगा, बल्कि यह बहुत अधिक टिकाऊ भी होगा। उपयोग किया गया क्रिस्टल फ्यूज़्ड क्वार्ट्ज के समान है, जो पृथ्वी पर सबसे रासायनिक और तापीय रूप से टिकाऊ सामग्रियों में से एक है।

यह जमाव, आग और 1000 °C तक के तापमान के उच्च और निम्न दोनों चरम स्थितियों को सहन कर सकता है। क्रिस्टल 10 टन प्रति cm² तक की सीधी टक्कर शक्ति को भी सहन कर सकता है और ब्रह्मांडीय विकिरण के लंबे संपर्क से अपरिवर्तित रहता है। यह तीव्र विद्युत धारा से भी अप्रभावित रहता है।

अनुप्रयोग

स्थायी अभिलेख

जबकि अत्यधिक टिकाऊ, ऐसी डेटा संग्रहण प्रणाली पुनर्लिखनीय नहीं है। इसलिए हमें इस प्रकार की तकनीक को जल्द ही अपने कंप्यूटरों में शामिल होने की उम्मीद नहीं करनी चाहिए।

यह संभवतः ऑप्टिकल डिस्क की तरह तेज़ या आसान भी नहीं है, इसलिए अक्सर परामर्श किए जाने वाले डेटा के लिए यह एक खराब माध्यम बनता है।

हालांकि, यह उन अभिलेखों के लिए आदर्श संग्रहण स्वरूप है जिन्हें हम अत्यधिक लंबी अवधि तक अपरिवर्तित रखना चाहते हैं। इसलिए यह समय के साथ नहीं बदलने वाली और पर्याप्त महत्वपूर्ण जानकारी को संग्रहीत करने के लिए एक उत्कृष्ट प्रणाली हो सकती है:

• ऐतिहासिक और पुरातात्विक रिकॉर्ड।
• साहित्य, संगीत, और सामान्य रूप में कला।
• वैज्ञानिक ज्ञान, विज्ञान के इतिहास से लेकर ज्ञात गणित, रसायन विज्ञान, भौतिकी, जीव विज्ञान आदि पर डेटाबैंकों तक।
• वित्तीय डेटा, ऐसी संग्रहण संभवतः विकेंद्रीकृत ब्लॉकचेन नेटवर्क से भी अधिक टिकाऊ हो सकता है।
• बैक‑अप प्रोग्राम और आईटी सिस्टम के अन्य मुख्य डेटा।

आपदा बीमा

हाल ही में 5D क्रिस्टल में दर्ज मानव जीनोम डेटा को Memory Of Mankind अभिलेखों में संग्रहीत किया जाएगा। यह ऑस्ट्रिया के हॉलस्टैट में 2 किमी गहरी एक नमक गुफा में दफ़न एक विशेष टाइम कैप्सूल है।

पहाड़ी की भूविज्ञान MOM अभिलेख को प्राकृतिक घटना द्वारा पूरी तरह बंद करने की अनुमति देगा: नमक “प्रवाह” 2 सेमी/वर्ष की गति से किसी भी खाली स्थान में प्रवाहित होता है। यह अभिलेख को सबसे बड़े खतरे से बचाएगा; स्वयं मनुष्य।

इसका लक्ष्य मानव स्मृति का अभिलेखन है, व्यक्तियों द्वारा एकत्रित गवाही और कहानियों से लेकर प्रौद्योगिकी के दस्तावेज़ीकरण तक, और उदाहरण के तौर पर परमाणु या विषाक्त अपशिष्ट भंडारों के स्थानों तक।

पहले, Memory Of Mankind ने पाठ और छवियों को स्थायी रूप से संग्रहीत करने के लिए हाई‑टेक सिरेमिक पर निर्भर किया, जिसका लक्ष्य 1 मिलियन वर्ष में पढ़ने योग्य होना था। इसमें हमारी भाषा को समझाने के लिए एक बहुत विस्तृत डिकोडिंग टूल भी शामिल होगा।

सिरेमिक माइक्रोफ़िल्म (20×20 सेमी) की एक टैबलेट अधिकतम 5 मिलियन अक्षर ले जा सकती है, जो 5×400 पृष्ठों की पुस्तकों के बराबर है। सिरेमिक माइक्रोफ़िल्म पर एक पुस्तक को मुद्रित संस्करण की तुलना में 1/200 आयतन की आवश्यकता होती है।

विनष्ट प्रजातियों का जीन डेटा

कुछ डेटा खो जाने पर कभी पुनर्स्थापित नहीं हो सकता। यह केवल मानव उपलब्धियों के लिए ही नहीं, बल्कि प्राकृतिक दुनिया के लिए भी सत्य है।

उदाहरण के लिए, विलुप्त या संकटग्रस्त प्रजातियों का जीन डेटा ऐसी दीर्घकालिक विधि में संग्रहीत किया जा सकता है (या किया जाना चाहिए)।

डॉ. क्रेग वेंटर की टीम द्वारा 2010 में सिंथेटिक बैक्टीरियम का निर्माण औरमैमथ को पुनर्जीवित करने के वर्तमान प्रयास को देखते हुए, यह कल्पना करना अतिरंजित नहीं है कि कुछ दशकों या शताब्दियों में ऐसी विलुप्त प्रजातियों को शून्य से पुनः निर्मित करने के प्रयास किए जा सकते हैं।

गहरी अंतरिक्ष अन्वेषण

प्र. कज़ान्स्की और उनकी टीम ने Pioneer spacecraft plaques से प्रेरणा ली, जिन्हें नासा ने सौरमंडल की सीमाओं से परे ले जाने के मार्ग पर लॉन्च किया था।

स्रोत: Space.com

5D क्रिस्टल को समान रूप से सितारों के बीच जानकारी स्थानांतरित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, न्यूनतम या कोई डेटा हानि नहीं के साथ। यह वास्तव में पहले ही किया जा चुका है, हालांकि अधिकतर एक मार्केटिंग चाल के रूप में, क्योंकि a 5D crystal containing Asimov’s Foundation Trilogy sci-fi classic was onboard the Tesla Roadster sent into space in 2018 (TSLA ) ।

कुछ कल्पनाशील विचारक यहां तक सोचते हैं कि यह मानवता के लिए तेज़ यात्रा विधियों के बिना भी सितारों की खोज करने का एक तरीका हो सकता है। एक जहाज़ को डेटा और उन मशीनों के साथ भेजा जा सकता है जो मानव भ्रूण “शुरुआत से” बनाने के लिए आवश्यक हैं, और दूरस्थ सितारों में नए उपनिवेशियों को जन्म दे सकते हैं।

डेटा संग्रहण में निवेश

5D क्रिस्टल अभी के लिए एक बहुत नई तकनीक है, जिसे the private company 5D Memory Crystal / SPhotonics द्वारा भी विकसित किया जा रहा है, जो यूनिवर्सिटी ऑफ साउथैम्पटन से अलग हुई है। हालांकि, अन्य कंपनियां डेटा संग्रहण तकनीक को हमारी वर्तमान विधियों से कहीं अधिक लचीला बनाने की खोज कर रही हैं।

आप कई ब्रोकरों के माध्यम से डेटा संग्रहण कंपनियों में निवेश कर सकते हैं, और आप यहाँ, securities.io पर, the USA, Canada, Australia, the UK, as well as many other countries में सर्वोत्तम ब्रोकरों के लिए हमारी सिफ़ारिशें पा सकते हैं।

यदि आप केवल डेटा संग्रहण कंपनियों में रुचि नहीं रखते हैं, तो आप ProShares Nanotechnology ETF (TINY), Global X Cloud Computing ETF (CLOU), या Defiance Quantum ETF (QTUM) जैसे टेक ईटीएफ़ में भी देख सकते हैं, जो आधुनिक अर्थव्यवस्था में डेटा और आईटी के महत्व का लाभ उठाने के लिए अधिक विविधीकृत एक्सपोज़र प्रदान करेंगे।

डेटा संग्रहण कंपनियां

1. Twist Biosciences

कंपनी DNA संश्लेषण में विशेषज्ञता रखती है, leveraging miniaturization methods from the semiconductor industry, शोधकर्ताओं के लिए समय और पैसा बचाती है।

यह DNA-based data storage बनाने पर भी काम कर रही है, जिसे इलेक्ट्रॉनिक सिस्टमों से स्वतंत्र डेटा सुरक्षा के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसलिए संभवतः उन्नत डेटा संग्रहण तकनीकें क्रिस्टल के अलावा DNA का उपयोग भी कर सकती हैं।

यह मिनीएचराइजेशन हमें प्रतिक्रिया आयतन को 1,000,000 गुना कम करने और थ्रूपुट को 1,000 गुना बढ़ाने की अनुमति देता है, जिससे एक ही सिलिकॉन चिप पर पूर्ण स्केल पर 9,600 जीन का संश्लेषण संभव हो जाता है।

स्रोत: Twist Biosciences

जनवरी 2023 में, the company started shipping products from its recently launched second manufacturing installation. नया कारखाना ट्विस्ट की उत्पादन क्षमताओं को दोगुना कर देगा।

अपनी उन्नत DNA और RNA संश्लेषण क्षमता के साथ, यदि एंटी‑क्लॉटिंग उत्पादों का बाजार बढ़ता है तो ट्विस्ट जल्दी ही एक प्रमुख एप्टेमर निर्माता बन सकता है।

एक “न्यूट्रल” उत्पादक के रूप में जो सर्वोत्तम कीमत पर सर्वोत्तम न्यूक्लिक एसिड अनुक्रम प्रदान करने पर केंद्रित है, यह किसी भी फार्मास्यूटिकल कंपनी के लिए पसंदीदा निर्माण साझेदार हो सकता है जो उपयोगी न्यूक्लिक एसिड, जैसे डेटा संग्रहण या anti-clotting aptamers को व्यावसायिक बनाना चाहती है।

2. Pure Storage

यह पूरी तरह संभव है कि एक दिन हम महत्वपूर्ण डेटा की सुरक्षा के लिए DNA या 5D क्रिस्टल संग्रहण पर निर्भर हों। लेकिन तब तक, यह संभावना है कि अतिरिक्त डेटा संग्रहण की हमारी आवश्यकता सामान्य सिलिकॉन‑आधारित समाधान के माध्यम से होगी।

Pure Storage “Storage-as-a-Service” (STaaS) बाजार में एक अग्रणी है। यह तेजी से बढ़ रहा है (वर्ष‑दर‑वर्ष 18% वृद्धि) और पहले से ही 12,500+ वैश्विक ग्राहकों (2022 में 9,000+ से बढ़कर) को सेवा प्रदान कर रहा है, जिसमें Meta, Comcast (CMCSA ), Domino’s Pizza (DPZ ), और NASA शामिल हैं।

स्रोत: Pure Storage

Pure Storage SiriusXM (SIRI ), AutoNation (AN ), Health Genome Center 2030, Crater Labs आदि कई AI परियोजनाओं का समर्थन भी कर रहा है।

कंपनी का मुख्य लाभ इसके FlashArray और FlashBlade प्रौद्योगिकी पर आधारित है, जो हार्ड ड्राइव की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करता है, डेटा को फ्लैश मेमोरी ड्राइव पर संग्रहीत करके।

इसके सिस्टम मौजूदा हार्ड ड्राइव सिस्टम की तुलना में 2-5 गुना कम ऊर्जा और स्थान का उपभोग करते हैं और 10 गुना अधिक विश्वसनीय हैं।

स्रोत: Pure Storage

जैसे कि वैश्विक ऊर्जा खपत का 1-2% डेटा सेंटरों से आता है, संग्रहण‑संबंधी ऊर्जा खपत को 80% तक कम करना एक विशाल प्रभाव डाल सकता है।

Pure Storage मूल रूप से एक हार्डवेयर निर्माता के रूप में शुरू हुआ, लेकिन धीरे‑धीरे पूर्ण टर्नकी ऑफ़र के साथ एक क्लाउड सेवा प्रदाता में विकसित हुआ है।

आगामी वर्षों में AI के उदय और आईटी उद्योग की ऊर्जा खपत को कम करने की आवश्यकता के संयोजन से Pure Storage को लाभ मिलने की संभावना है, जैसा कि हाल ही में माइक्रोसॉफ्ट द्वारा Three Mile Island परमाणु ऊर्जा संयंत्र को पुनः शुरू करने के समझौते से स्पष्ट होता है।