中國科學家開發DNA磁帶技術,實現拍位級數據儲存

编辑者: Katia Remezova Cath

中國科學家成功研發出一種創新的「DNA磁帶」技術,利用DNA作為儲存媒介,其儲存密度和耐用性遠超傳統方法,有望解決數位資料指數級增長帶來的儲存挑戰。這項發表於《科學進展》期刊的技術,能夠以極高的效率儲存拍位(petabyte)級別的資訊。

該技術將數位檔案轉換為DNA的四種鹼基序列(A、G、C、T),再將這些序列蝕刻到由聚酯纖維和尼龍混合製成的磁帶上,並透過一層結晶保護層加以固化。每條100公尺長的DNA磁帶理論上可儲存高達36拍位元組的資料,相當於超過30億首MP3歌曲,遠超目前最先進的硬碟容量。DNA磁帶採用獨特的條碼定址系統,在磁帶上創建了數百萬個微小的分區,如同電腦中的數位資料夾,能夠快速定位特定檔案,無需掃描整條磁帶。

DNA儲存的另一項顯著優勢是其卓越的耐久性。與需要持續供電和維護的電子設備不同,DNA可以在沒有電力供應的情況下保存資料長達數千年,這不僅能大幅降低數據中心的能源消耗,還能減少對冷卻系統和特殊硬體的依賴。DNA對濕度和磁場也具有免疫力,確保了儲存資訊的完整性。

儘管前景光明,這項技術的廣泛應用仍面臨挑戰。目前DNA的合成與讀取成本依然高昂,但預計隨著生物技術的進步,成本將逐步下降。同時,DNA的讀寫速度目前仍慢於傳統硬碟或固態硬碟,使其更適合用於對即時存取要求不高的檔案歸檔系統。建立標準化協議以確保不同製造商和平台間的互通性,也是實現大規模應用的關鍵。

這項由中國科學家主導的DNA磁帶開發,是全球生物儲存領域趨勢的一部分。包括微軟、Illumina和GenScript等公司也在積極探索類似技術,以應對不斷增長的數據儲存需求。巴西的IPT和聯想也在合作開發DNA儲存技術。這項實驗性的DNA磁帶技術,為國家檔案館保存數位歷史、研究機構儲存基因序列,甚至太空探測器在嚴苛環境下的數據儲存,開啟了前所未有的可能性。

來源

  • WWWhat's new

  • Science Advances

  • Revista Pesquisa Fapesp

  • El Tiempo

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