Istnieje wiele sposobów przechowywania danych – cyfrowo, na dysku twardym lub przy użyciu technologii przechowywania analogowego, na przykład w postaci hologramu. W większości przypadków utworzenie hologramu jest dość skomplikowane technicznie: zwykle wykorzystuje się w tym celu precyzyjną technologię laserową.
Jeśli jednak celem jest po prostu przechowywanie danych w obiekcie fizycznym, holografię można wykonać całkiem łatwo, jak wykazano obecnie na TU Wien: drukarka 3D może zostać wykorzystana do wyprodukowania panelu ze zwykłego plastiku, na którym znajduje się kod QR można przechowywać np. Wiadomość odczytywana jest za pomocą promieni terahercowych – promieniowania elektromagnetycznego niewidocznego dla ludzkiego oka.
Hologram jako nośnik danych
Hologram różni się całkowicie od zwykłego obrazu. Na zwykłym obrazie każdy piksel ma jasno określoną pozycję. Jeśli oderwiesz kawałek obrazu, część zawartości zostanie utracona.
Jednakże na hologramie obraz tworzony jest przez wkłady ze wszystkich obszarów hologramu jednocześnie. Jeśli usuniesz fragment hologramu, reszta nadal będzie mogła stworzyć pełny obraz (choć być może w bardziej rozmytej wersji). W przypadku hologramu informacje nie są przechowywane piksel po pikselu, ale raczej wszystkie informacje są rozłożone na całym hologramie.
„Zastosowaliśmy tę zasadę do wiązek terahercowych” – mówi Evan Constable z Instytutu Fizyki Ciała Stałego na TU Wien. „Są to promienie elektromagnetyczne w zakresie od stu do kilku tysięcy gigaherców, porównywalne z promieniowaniem telefonu komórkowego lub kuchenki mikrofalowej – ale o znacznie wyższej częstotliwości”.
To promieniowanie terahercowe jest przesyłane na cienką plastikową płytkę. Płyta ta jest prawie przezroczysta dla promieni terahercowych, ale ma wyższy współczynnik załamania światła niż otaczające powietrze, więc w każdym punkcie płyty nieco zmienia padającą falę. „Następnie z każdego punktu płyty wychodzi fala i wszystkie te fale interferują ze sobą” – mówi Evan Constable. „Jeśli grubość płyty została odpowiednio dobrana, punkt po punkcie, wówczas nałożenie wszystkich tych fal daje dokładnie taki pożądany obraz”.
Przypomina to wrzucanie do stawu dużej ilości małych kamieni w dokładnie obliczony sposób, tak aby fale wodne powstające ze wszystkich tych kamieni utworzyły bardzo specyficzny ogólny wzór fal.
Kawałek taniego plastiku jako zaawansowany technologicznie schowek na cenne przedmioty
W ten sposób możliwe było zakodowanie adresu portfela Bitcoin (składającego się z 256 bitów) w kawałku plastiku. Świecąc promieniami terahercowymi o właściwej długości fali przez tę plastikową płytkę, tworzony jest obraz promieni terahercowych, który wytwarza dokładnie pożądany kod. „W ten sposób można bezpiecznie przechowywać wartość dziesiątek tysięcy euro w przedmiocie, który kosztuje zaledwie kilka centów” – mówi Evan Constable.
Aby płyta wygenerowała poprawny kod, należy najpierw obliczyć, jaką grubość musi mieć płyta w każdym punkcie, aby zmieniała falę terahercową dokładnie w odpowiedni sposób. Evan Constable i jego współpracownicy udostępnili kod umożliwiający uzyskanie tego profilu grubości bezpłatnie w serwisie Github. „Gdy już uzyskamy profil grubości, wystarczy zwykła drukarka 3D do wydrukowania płyty, a żądane informacje zostaną zapisane w formie holograficznej” – wyjaśnia Constable. Celem pracy badawczej było nie tylko umożliwienie holografii falami terahercowymi, ale także pokazanie, jak bardzo rozwinęła się technologia pracy z tymi falami i jak precyzyjnie ten wciąż dość nietypowy zakres promieniowania elektromagnetycznego można już dziś wykorzystać.