Технологии

Новый способ хранить информацию в молекулах в течение миллионов лет

Новый метод может использовать любую гибкую молекулу для записи, хранения и чтения данных. Это дешевле и менее трудоемко по сравнению с методами на основе ДНК. "Чтение" составляет в среднем 20 бит/с, а "запись" - 8 бит/с. Сохраненная информация может быть получена с точностью 99,9%.

Для хранения данных используется широкий спектр технологий - от печатной краски на бумаге до сложных электронных, оптических и магнитных методов. Согласно отчету DOMO, ежедневно генерируется более 2,5 млрд. гигабайт данных, и с этого момента их объем будет только увеличиваться.

В последние годы ученые придумали химический способ хранения и обработки массовых данных. Концепция основана на способности клеток хранить огромное количество информации в молекулах (таких как углеводы, белки, ДНК и РНК) и метаболических сетях.

Теперь исследователи из Гарвардского университета разработали методику хранения данных в молекулах в течение миллионов лет. После написания он не использует энергии и живет за пределами взломанного интернета. Все, что вам нужно, это данные, химик и несколько дешевых молекул.

Использование малых молекул для кодирования данных

Существует несколько методов синтеза цепочек ДНК для получения различного рода информации, включая видеофильмы о приготовлении пищи, диетические тенденции и документы. Несмотря на то, что ДНК намного меньше по размеру, чем твердотельные накопители, она большая в области биологии.

Синтез ДНК является повторяющимся и трудоемким процессом. Хранение информации может стать утомительной и дорогой задачей, если каждое сообщение создается с нуля.

Поэтому исследовательская группа изучила альтернативную стратегию и придумала новый метод, который использует небольшие молекулы (с низким молекулярным весом) для кодирования данных. Он опирается на традиционные методы, используемые в аналитической и органической химии.

Новый подход является более дешевым и менее трудоемким по сравнению с методами на основе ДНК. Только с одним синтезом можно получить достаточное количество маленьких молекул для одновременного кодирования нескольких видео.

В этом исследовании команда выбрала стабильные и общие пептиды, называемые олигопептидами. Они состоят из 2-20 аминокислот и по размеру меньше, чем ДНК и РНК. Смешанные вместе, олигопептиды можно отличить друг от друга.

Исследователи могли «писать», «хранить» и «читать» документы и фотографии. Они показали, что один байт данных может храниться в смеси из 8 олигопептидов, четыре байта могут храниться в 32 олигопептидах и так далее.

Их «чтение» составляет в среднем 20 бит/с, а «запись» - 8 бит/с. Кроме того, сохраненная информация может быть извлечена с точностью 99,9%. Это намного лучше (дешевле и быстрее), чем чтение/запись с синтетической ДНК.

Что дальше?

Скорость чтения и записи может быть дополнительно увеличена с помощью более быстрой технологии. Кроме того, можно использовать другой набор молекул для повышения емкости и стабильности хранения.

Поскольку олигопептиды, используемые в данном исследовании, предназначены для специального назначения, они достаточно дороги. В будущем можно будет приобрести более дешевые молекулы, такие как алкантиолы, которые будут стоить всего $1 для хранения 1 млрд бит данных.

В подходящих условиях олигопептиды могут сохранять свою стабильность в течение тысяч лет. Эти молекулы могут жить в условиях сильной жары и засухи и могут существовать без кислорода и света.

В другой молекулярной системе хранения данных используется одна конкретная молекула, в то время как новый метод может использовать любую податливую молекулу, которая может быть отлита в различимые биты.

В целом, это устойчивый к повреждениям вариант технологии хранения данных нового поколения. В отличие от современных устройств хранения данных, которые существуют десятилетиями, молекула, полная информации, может сохраняться веками.

Источник: ACS Central Science / Гарвардский университет

Подписывайтесь на нас
Back to top button