Науковці з Китаю здійснили прорив у сфері зберігання даних, розробивши інноваційну технологію, яка використовує ДНК як носій інформації. Ця розробка пропонує значно вищу щільність та довговічність порівняно з традиційними методами, вирішуючи проблеми експоненційного зростання цифрових даних та обмежень сучасних систем зберігання. Дослідження було опубліковано в журналі Science Advances.
Нова «ДНК-стрічка» здатна зберігати петабайти інформації у компактному та ефективному форматі. Процес передбачає перетворення цифрових файлів на послідовності чотирьох основних нуклеотидів ДНК: аденіну (А), гуаніну (G), цитозину (C) та тиміну (T). Ці послідовності потім наносяться на стрічку, виготовлену зі суміші поліестеру та нейлону, яка захищена кристалічним шаром. Кожна стрічка функціонує як мікроскопічна бібліотека, де мільйони фрагментів виступають у ролі цифрових папок, забезпечуючи швидкий доступ до конкретних файлів без необхідності сканування всієї збереженої інформації.
Теоретично, 100-метрова ДНК-стрічка може зберігати до 36 петабайтів даних, що еквівалентно понад трьом мільярдам пісень MP3, значно перевершуючи найсучасніші жорсткі диски. Однією з ключових переваг зберігання даних на ДНК є її виняткова довговічність. На відміну від електронних пристроїв, що потребують постійного живлення та обслуговування, ДНК може зберігати дані протягом тисяч років без доступу до електроенергії. Це не тільки зменшує енергоспоживання центрів обробки даних, але й мінімізує залежність від систем охолодження та спеціалізованого обладнання. Крім того, ДНК стійка до таких факторів, як вологість та магнітні поля, що гарантує цілісність збереженої інформації.
Однак, широке впровадження цієї технології стикається зі значними викликами. Вартість синтезу та зчитування ДНК залишається високою, хоча очікується, що досягнення в галузі біотехнологій знизять ці ціни з часом. Крім того, швидкість запису та зчитування ДНК наразі повільніша, ніж у жорстких дисків або SSD, що обмежує її використання архівними системами, де негайне отримання даних не є критичним. Стандартизація є ще одним бар'єром; встановлення спільних протоколів буде необхідним для масштабованої роботи ДНК-сховищ, забезпечуючи сумісність між різними виробниками та платформами. Дослідження також вказують на необхідність складних схем корекції помилок через потенційні помилки при синтезі та розпад ДНК.
Розробка ДНК-стрічки є частиною ширшої глобальної тенденції. Такі компанії, як Microsoft, Illumina та GenScript, роками досліджують біологічне зберігання даних, керуючись потребою у масштабованих рішеннях для управління зростаючими обсягами даних. У Бразилії IPT та Lenovo співпрацюють над проєктом Prometheus для розробки технологій зберігання даних на ДНК. Галузь вже передбачає практичне застосування цієї технології: національні архіви, що зберігають свою цифрову історію у кімнаті розміром з шафу, або дослідницькі центри, що зберігають генетичні послідовності протягом століть без ризику втрати. Вона також може використовуватися в супутниках та космічних зондах, де вага, енергія та довговічність є критичними факторами.
Хоча технологія ще експериментальна, можливість зберігати та отримувати цифрове зображення з ДНК-ланцюга відкриває перспективи, які колись вважалися науковою фантастикою. Таким чином, зберігання даних на ДНК є однією з найперспективніших альтернатив для подолання обмежень поточних систем. Її місткість, стійкість та енергоефективність позиціонують її як стале рішення з високою щільністю для зростаючих потреб у цифровому зберіганні.