华侨网 科技教育 比现有方法快1万倍 DNA新技术有望带来数据存储革命

比现有方法快1万倍 DNA新技术有望带来数据存储革命

参考消息网10月27日报道 据英国《金融时报》网站10月23日报道,科学家已开发出一种利用脱氧核糖核酸(DNA)遗传密码存储数据的新技术,推动了在以较低成本和较可持续的方式存储不断增加的数字信息方面寻找强有力解决方案的努力。

人们认为,DNA可能能够解救依赖数据的经济体,因为DNA是稳定的,从理论上讲,仅1克DNA就能储存大约1000万小时的高清视频。

现在,美国、中国和德国机构的研究人员利用一种简单的化学反应来模拟传统计算机的二进制系统,使得信息能够以高精确度且比传统方法快得多的速度被印在DNA上。

《自然》周刊周三发表的一篇论文的作者之一钱珑说,这项大有希望的新技术将使DNA存储的“现实世界应用”成为可能,能够减轻对电力和其他资源的压力。

北京大学定量生物学中心的研究人员钱珑说:“目前的数据存储技术根本(无法)存储和保存我们每天收集和产生的大量数据。要存储数据超过50年……在DNA中保存数据的成本比使用和维护硬盘要低。”

此前通过合成遗传密码来保存信息的努力耗时、费钱且易出错。

在这个项目中,科学家利用一种被称为甲基化的自然化学过程修改DNA中的碱基。这意味着这些碱基要么是甲基化的,要么是未甲基化的,因此,这给了它们用于编码信息的两种可能状态——就像计算机使用的二进制值0和1。

甲基化的一个潜在优势是,相对于传统的DNA数据存储方法,这种方法较为简单,而传统方法会积累起越来越多的新遗传密码。研究人员利用他们的技术储存了熊猫和中国汉代虎纹瓦当的图片。

钱珑说,如果说现有的DNA数据存储技术像结绳记事,那么新方法就相当于活字印刷。她还说,研究人员估计,他们的编码策略可能比现有方法快1万倍,而且成本低得多。

欧洲生物信息学研究所的资深科学家尼克·戈德曼说:“人们的希望是,小而快,耐用,对环境无害而且便宜。”他还说,需要对该系统的速度和成本进行更多评估。

在越来越多使用人工智能这一情况推动下,现在,每年产生的数据量已数以泽字节计,1泽字节相当于1万亿吉字节(GB)。这既增加了对数字存储容量的压力,也导致了全球各数据中心对电力的巨大需求。

亚马逊、谷歌和微软等一些公司正试图达成核电供应协议,以满足其云数据需求。

《自然》周刊上发表的一篇相关评论文章称,新的DNA数据存储技术“有可能绕开常规方法的时间和成本限制”。

但是,这篇评论文章作者、华盛顿大学的卡丽娜·因布尔贾和杰夫·尼瓦拉说,这一方法仍面临质疑。包括化学改性的碱基的长期稳定性,以及复制和在某些情况下读取它们所需的复杂过程。

他们在评论文章中写道:“新系统的整体成本超过传统DNA数据存储和数字存储系统的成本,限制了目前的实际应用。解决这些突出问题将有助于提高该系统的可扩展性和实用性,使之适用于一系列广泛用途。”

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