DNA存储技术不够看,用更小分子存储更为密集数据

传统的硬盘用电子状态来存储数据,一直是大家最为熟悉的数字存储技术,这几年开始有学者采用生物分子来存储,并且发现用存储生命密码的DNA相当适合。而最新研究还有考虑不只是DNA本身,而是用糖、胺基酸和其他生物其中的小分子拿来当存储的媒介。

布朗大学学者Jacob Rosenstein以及其团队研究用不同的代谢物 (metabolites) 来当作存储的媒介,成功存储和读取kb大小等级的位图案。结果显示比起DNA存储技术,代谢物存储技术能用更小结构结单的分子,将来有可能用更小的空间存储更多信息。

Rosenstein的团队运用液晶处理机器人处理的板子,板子上用6种代谢物的有与没有组合,总共1,024个点位,能存储6,142像素图案,试验尝试存储出3种不同图案:埃及猫、羱羊(ibex)和船锚。结果Rosenstein用代谢物存储上述3种图案,有99%的正确率。

实验用的板子以及船锚图案,以及用代谢物存储之后读取的图案结果。 (Source:布朗大学)

Rosenstein说:“这次试验成功证明有相当多样的分子能够用来存储信息,在一些状况下,像是我们团队实验用到的小分子比起DNA存储,具有更密集的特性。”

另一个特性Rosenstein提到,则是代谢物和代谢物之间能互相作用,形成新的物质,造就的分子系统不只存储数据,还可能在代谢物混合液其中进行运算工作。

(i) 为输入的图案,(ii) 与 (iii) 为用不同精度的质谱仪“读取”代谢物存储的图案。 (Source:布朗大学)

目前研究指出代谢物数据存储技术有一定可行性,还有能改进的地方,像是如果用12种代谢物来存储位图的信息,则能存储分辨率更好的埃及猫图案,或者读取和写入速度需要提升等,分子存储比起传统电子存储,目前读写速度上还是太慢了。

DNA存储技术较成熟,有科技大厂微软投入资源研究,希望有朝一日有机会用到。对于存储大笔数据,代谢物存储有更好的发展潜能,比如说能用更小的体积存储,而且不用电力驱动,还有低延迟性的特性。

(首图来源:布朗大学)