[Future]: ДНК как носитель информации
Тема хранения информации чрезвычайно актуальна в наши дни. Именно поэтому корпорации, такие как Microsoft, инвестируют в исследования, в ходе которых ученые пытаются использовать ДНК для хранения данных.
Сама ДНК содержит информацию об организме. Она кодирует практически все: внешний вид, физические способности, склонность к тем или иным заболеваниям. Это делает дезоксирибонуклеиновую кислоту идеальным материалом для хранения информации в будущем.
ДНК лучше, чем большинство существующих на данный момент хранилищ.
Она не деградирует с течением времени и очень компактна. Только представьте: 4 грамма ДНК может вместить информацию, произведенную всем человечеством за год!
Тенденция к росту емкости носителей была нормой в течение последних нескольких лет, и потребность в большем объеме памяти не исчезла. Нам нужно что-то еще более надежное и емкое, чем раньше. Ответ - ДНК. Исследование, опубликованное Янивом Эрлихом и Диной Зелински в Journal Science, показало именно это.
Два исследователя использовали 72 000 нитей ДНК (каждая 200 оснований длиной) и сохранили в них шесть файлов:
французский фильм 1895 года
подарочную карту Amazon
полную компьютерную ОС
компьютерный вирус
исследование специалиста в области информационных технологий Клода Шеннона
табличку Pioneer
"Мы сопоставили биты файлов с ДНК-нуклеотидами. Затем мы синтезировали эти нуклеотиды и хранили молекулы в пробирке", - сообщил Эрлих ресурсу ResearchGate. "Чтобы упаковать информацию, мы разработали стратегию - так называемый ДНК-фонтан, - которая использует математические концепции из теории кодирования. Именно эта стратегия позволила нам достичь оптимальной упаковки, что было самым сложным аспектом исследования".
После этого они извлекли данные с использованием технологии секвенирования ДНК, а затем с помощью программного обеспечения перевели данные в двоичную форму. "Чтобы получить информацию, мы упорядочили молекулы. Это фундаментальный процесс", - сказал Эрлих.
Огромная емкость и долговечность
Эрлих объяснил, почему ДНК лучше, чем существующие методы хранения информации. Он сказал, что ДНК имеет несколько принципиальных преимуществ, основное из которых - ее сверхмалые размеры. Объем информационного хранилища впечатляет - он может достигать плотности 215 петабайт на грамм ДНК, притом может служить очень долгое время. Период может превышать 100 лет, что на порядки больше, чем срок службы традиционных носителей.
Это исследование доказывает: за ДНК будущее хранения данных.
Эрлих выразил уверенность в том, что настало время перейти к лучшей технологии. "Носители информации быстро устаревают. Мои родители пользовались 8-миллиметровыми лентами, которые в настоящее время бесполезны", - добавил он. "ДНК существует около 3 миллиардов лет, и человечество вряд ли потеряет способность читать эти молекулы. Если это произойдет, у нас будут проблемы совсем иного масштаба".
Когда его спросили, сколько времени потребуется, чтобы эта технология была доступна всем, Эрлих ответил оптимистично. "Предполагаю, потребуется более 10 лет", - сказал он. "Мы все еще в начале пути, но ведь и в области разработок магнитных носителей потребовались многие годы, прежде чем они стали общедоступными".