塔拉布朗攝影/華盛頓大學
DNA(全稱為脫氧核糖核酸)是所有生物體的基本生物構件之一,其中包含的遺傳密碼在塑造我們的過程中發揮著重要作用。現在,科學家們已經成功地使用相同的分子來儲存數位照片並完整地檢索它們。
該技術背後的團隊表示,如果這個過程能夠完善和擴大,這意味著我們可以看到 Facebook 和亞馬遜等公司使用的資料中心的終結。由於 DNA 的尺寸非常微小,研究人員計算出,通常儲存在超市大小的資料中心中的檔案可以被壓縮到方糖大小的空間中。
華盛頓大學團隊與微軟的工程師合作,能夠將四張數位影像編碼成 DNA 字串。這需要將文件的 1 和 0 轉換為 DNA 的四種基本元素——腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。但更具挑戰性的是在不出現任何錯誤的情況下逆轉該過程。
如果您對壓縮演算法特別感興趣,霍夫曼編碼這是他們使用的方法。對於我們其他人來說,這基本上意味著類似於郵遞區號的獨特標記被放置在合成的人工 DNA 分子內,以便更容易定位和讀回,根據 Gizmodo 的 Jamie Condliffe 報導。
它起作用了,研究人員能夠成功儲存然後檢索文件。
該團隊現在認為 DNA 編碼在未來歸檔資料方面可能具有真正的潛力,儘管它不太適合需要立即和持續存取的資訊。
“生命產生了這種奇妙的分子,稱為 DNA,它可以有效地存儲有關基因以及生命系統如何運作的各種信息 - 它非常非常緊湊且非常耐用,”團隊成員路易斯·塞澤 (Luis Ceze) 說道。 “我們本質上是在重新利用它,以可管理的方式存儲數位資料——圖片、影片、文件——數百年或數千年。”
“這是一個我們借用大自然的東西——DNA——來儲存資訊的例子,”他補充道。 “但我們正在使用從計算機中知道的東西——如何糾正內存錯誤——並將其應用到自然中。”
“如何從 1 和 0 到 As、G、C 和 T 真的很重要,因為如果你使用聰明的方法,你可以使其變得非常密集,並且不會出現很多錯誤,”研究人員之一 Georg Seelig 解釋道。 “如果你做錯了,你就會犯很多錯。”
儘管這些初步結果令人鼓舞,但在第一個 DNA 資料中心投入使用之前,仍有大量工作要做。迄今為止,該程序僅進行了小規模測試,暫時需要昂貴的重型實驗室設備。
該團隊的研究結果已在ACM 程式語言和作業系統架構支援國際會議在喬治亞州亞特蘭大。