传统的硬盘用电子状态来储存资料,一直是大家最为熟悉的数位储存技术,这几年开始有学者采用生物分子来储存,并且发现用储存生命密码的 DNA 相当适合。而最新研究还有考虑不只是 DNA 本身,而是用糖、氨基酸和其他生物当中的小分子拿来当储存的媒介。
布朗大学学者 Jacob Rosenstein 以及其团队研究用不同的代谢物 (metabolites) 来当作储存的媒介,成功储存和读取 kb 大小等级的位图案。结果显示比起 DNA 储存技术,代谢物储存技术能用更小结构结单的分子,将来有可能用更小的空间储存更多资讯。
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,能储存 6,142 像素图案,试验尝试储存出 3 种不同图案:埃及猫、羱羊 (ibex)和船锚。结果 Rosenstein 用代谢物储存上述 3 种图案,有 99% 的正确率。
▲ 实验用的板子以及船锚图案,以及用代谢物储存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储存资讯,在一些状况下,像是我们团队实验用到的小分子比起 DNA 储存,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储存资料,还可能在代谢物混合液当中进行运算工作。
▲ (i) 为输入的图案,(ii) 与 (iii) 为用不同精度的质谱仪“读取”代谢物储存的图案。(Source:布朗大学)
目前研究指出代谢物资料储存技术有一定可行性,还有能改进的地方,像是如果用 12 种代谢物来储存位图的资讯,则能储存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,分子储存比起传统电子储存,目前读写速度上还是太慢了。
DNA 储存技术较成熟,有科技大厂微软投入资源研究,希望有朝一日有机会用到。对于储存大笔资料,代谢物储存有更好的发展潜能,比如说能用更小的体积储存,而且不用电力驱动,还有低延迟性的特性。
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(首图来源:布朗大学)