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哈佛大学最新技术可将数据存储在有机分子中数千年

作者: 来源: 时间:2019-05-04

  信息时代让我们可以从口袋里的小型计算机上获取整个人类的集体知识。但是所有这些数据都必须存储在某个地方,而巨大的服务器占用了大量的物理空间并需要大量的能源。现在,哈佛大学的研究人员已经开发出一种新的系统,用于读取和写入有机分子的信息,这些系统可能在数千年内保持稳定和安全。

  DNA是自然界中信息存储的首选媒介,有充分的理由 - 它可以在很小的空间内存储大量数据,并且非常稳定,在适当的条件下存活数千年。最近的研究探索了这种可能性,将DNA数据塞进铅笔的尖端,喷涂到喷漆罐中,甚至编码成活细菌。

  但DNA有其自身的障碍。就分子来说,它相对较大,读取和写入它可能是一个繁琐且耗时的过程。

  “我们开始探索一种不直接从生物学中借鉴的策略,”新研究的第一作者Brian Cafferty说。 “我们依赖于有机和分析化学中常见的技术,并开发了一种使用小的低分子量分子来编码信息的方法。”

  研究人员使用寡肽,而不是DNA,这些小分子是由不同数量的氨基酸组成的小分子。该过程的基础是微孔板,金属板包含384个微孔。将寡肽的不同组合置于每个孔中以表示一个字节的信息。

  它建立在二元系统上:如果存在特定的寡肽,则读为1,如果不存在,则为0.使用它,每个孔中的代码可以表示单个字母或图像的一个像素。

  识别哪些寡肽存在和哪些不存在的关键是它们的质量,可以使用质谱仪读取。最终,这就是如何再次检索信息。

  在他们的测试中,研究人员设法编写,存储和读回400KB数据,包括演讲,照片和绘画的书面记录。据该团队称,平均写入速度为每秒8位,读取速度为每秒20位,精度为99.9%。

  该团队表示新系统有几个优点。寡肽可以稳定数百年或数千年,这使它们成为长期档案数据存储的理想选择。它还可以将更多数据塞入更小的物理空间,甚至可能比DNA更小。该团队表示,例如,纽约公共图书馆的全部内容可以储存在一瓶装满蛋白质的茶匙中。

  尽管研究人员确实承认它读起来有点慢,但这些都可以通过更好的技术在未来得到改善。

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