從書籍到軟盤，再到磁存儲器，信息存儲技術(shù)始終在不斷發(fā)展。然而，簡單如水淹、復(fù)雜如網(wǎng)絡(luò)攻擊，都可能對我們存儲的信息造成威脅。隨著數(shù)據(jù)的爆炸式增長，越來越多的信息需要存儲在盡可能小的空間中。即便是“無限”的云存儲也有存儲極限，不能阻止所有黑客攻擊，并且會持續(xù)消耗能源。據(jù)scienceblog.com網(wǎng)站報(bào)道，美國研究人員近日報(bào)道了一種存在于脆弱的互聯(lián)網(wǎng)之外的存儲信息的新方法。該方法在信息寫入后不再消耗能量，并且有望使信息保存時(shí)間長達(dá)數(shù)百萬年。

George Whitesides實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Brian Cafferty說：“試想，用一茶匙蛋白質(zhì)就能存儲紐約公共圖書館的內(nèi)容將是多酷的事情。我們將分子存儲技術(shù)視作云存儲等技術(shù)的補(bǔ)充，它非常適合長期的檔案數(shù)據(jù)存儲?！盋afferty和美國西北大學(xué)的Milan Mrksich團(tuán)隊(duì)合作完成了相關(guān)研究。

Cafferty等開發(fā)的化學(xué)存儲工具可能無法取代云存儲，但他們?yōu)檠芯咳藛T們提供了一種誘人的替代型生物存儲工具。例如，合成DNA雖然也能存儲一定信息，與計(jì)算機(jī)芯片相比也很小，但它在分子世界中卻“很大”。合成DNA還需要熟練的重復(fù)勞動。如果每條信息都需要從頭設(shè)計(jì)，那么大分子存儲技術(shù)將是一項(xiàng)耗時(shí)耗力的工作。Cafferty說：“為此，我們開始探索一種繞開生物學(xué)的迂回策略。我們轉(zhuǎn)向考慮有機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)中的常見技術(shù)，開發(fā)了一種利用低分子量小分子編碼信息的方法?！?/p>

只用一種合成方法，Cafferty等就能制造足夠數(shù)量的小分子，用于同時(shí)編碼多個(gè)視頻。這使得新方法比基于DNA的方法更加省力和便宜。研究人員選擇寡肽作為編碼信息的低分子量小分子。寡肽非常常見和穩(wěn)定，而且比DNA和蛋白質(zhì)等更小。寡肽的質(zhì)量因其數(shù)量和氨基酸類型的不同而有差異。即便它們混合在一起，彼此也是能夠區(qū)分的。

為了把混雜的分子轉(zhuǎn)換成字母和單詞，研究人員還借鑒了二進(jìn)制代碼。分子二進(jìn)制代碼指向?qū)?yīng)的字母，而如果信息是圖像，則指向?qū)?yīng)的像素。利用這種方法，8個(gè)寡肽組成的混合物可以存儲一個(gè)字節(jié)的信息，32個(gè)寡肽組成的混合物則可以存儲4個(gè)字節(jié)的信息，以此類推。目前，Cafferty等已經(jīng)完成了物理學(xué)家Richard Feynman等人著作的“寫入”、“存儲”和“讀取”工作。據(jù)估計(jì)，到2020年，全球數(shù)字檔案館的儲量將達(dá)到44萬億千兆字節(jié)，幾乎是2013年的10倍。

Cafferty團(tuán)隊(duì)的信息檢索準(zhǔn)確率高達(dá)99.9%，信息寫入速度和讀取速度分別為8 bit/s和20 bit/s。新技術(shù)的寫入速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了合成DNA的寫入速度。隨著技術(shù)的進(jìn)步，新技術(shù)的速度還能進(jìn)一步提高。新技術(shù)的穩(wěn)定性、成本和存儲能力也有不小的提升空間——由于Cafferty等目前使用的寡肽是定制的，成本相對較高。未來圖書館可以采購類似alkanethiols這樣的廉價(jià)分子，它們記錄上億條信息的成本僅為1美分。Cafferty等認(rèn)為，在適當(dāng)?shù)臈l件下，寡肽的穩(wěn)定周期長達(dá)數(shù)百年。并且分子儲存只能“用戶親自訪問”，即便黑客發(fā)現(xiàn)了隱藏的數(shù)據(jù)，他們也必須使用特定的化學(xué)方法才能檢索代碼。