在美国,人们用DNA创建了“硬盘”原型,简化了数据写入和读取的过程
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新型 DNA 信息存储方式:从档案到“硬盘”
密苏里大学的科学家揭示了一种在 DNA 分子结构中多次擦除和重写数据的方法。此前,DNA 仅被用作一次性档案存储介质,因为它具有高密度存储和长期稳定性的优势。现在,可以在不昂贵合成核苷酸且无需酶的情况下更改信息——只需电力即可。
工作原理
1. 位移编码
数据以单链(S)与双螺旋(DS)的交替段形式记录。从 S 转为 DS 被解释为比特“0”,从 DS 转回 S 为比特“1”。
2. 通过纳孔读取
DNA 分子穿过纳孔,产生特征电信号。将这些信号转换为二进制代码。
3. 擦除与重写
打破 S 段的氢键,从而“清除”数据。在记录时,这些键通过电力恢复,使得无需化学合成即可重新创建所需的 S/DS 图案。
对行业意味着什么
- 密度与耐久性——DNA 每克可存储高达 215 PB,并能在几十年内保持数据而不需要能源。
- 能效——与 SSD/HDD 不同,无需持续供电。
- 微观尺寸——目标是一个类似 USB 闪存大小的紧凑介质,能够存储巨量数据。
科学家强调该项目的跨学科性:物理、生物、计算机科学和材料科学在密切合作。未来计划开发实用设备,可替代传统存储介质,同时保持能效与可靠性。
> *注释:* 与此项目同步,纳孔制造取得突破,但那是另一个故事。
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