海量數據將來可能會存儲在分子中
如今，學術界正(zheng)在致力于尋找存儲和(he)檢索(suo)日常產生的(de)(de)數據的(de)(de)很好的(de)(de)方(fang)法。而采用的(de)(de)化(hua)學方(fang)法可能將取代傳(chuan)統工(gong)程的(de)(de)做法。
一(yi)組科學家認為，數(shu)十億兆字節的數(shu)據可(ke)以存儲(chu)在一(yi)小瓶化(hua)學液體中。來自布(bu)朗大(da)(da)學的研(yan)究小組表示，其開展的研(yan)究能夠通過將(jiang)化(hua)學物質裝載到(dao)分(fen)子上，然后將(jiang)分(fen)子溶解(jie)到(dao)液體中，從而找到(dao)一(yi)種化(hua)學方(fang)法來儲(chu)存和操作大(da)(da)量的數(shu)據。
如果這種(zhong)方法(fa)成功的話，大(da)規模(mo)的合成分子(zi)(zi)在液體中(zhong)的數據儲存(cun)終有(you)一天會取(qu)代硬盤(pan)。這將是傳統工程的一個例子(zi)(zi)。人們(men)一直使用(yong)的機器和數據中(zhong)心(xin)里的存(cun)儲設備被化學方法(fa)所取(qu)代。
美國國防部的國防部高(gao)級研(yan)(yan)究(jiu)計劃局(ju)(DARPA)已經向布朗大(da)學的研(yan)(yan)究(jiu)團隊提供了410萬美元(yuan)的資金(jin)，用于研(yan)(yan)究(jiu)如何推動這(zhe)個(ge)概念(nian)的實現。
該大(da)學化學助理教授Brenda Rubenstein在新聞發(fa)布會上說：“這(zhe)個項目的目標是開發(fa)出一(yi)種新的存儲(chu)形(xing)(xing)式，這(zhe)種存儲(chu)形(xing)(xing)式比目前的存儲(chu)容量要(yao)緊湊得多(duo)。”
研究人員說，他們(men)已(yi)經開展相關研究，但是他們(men)需要想辦(ban)法解決將(jiang)當前(qian)小(xiao)尺(chi)寸(cun)的81像素黑白圖像加載到(dao)25個獨(du)特分子上的概念(nian)證明。
他們聲稱(cheng)，如果能夠(gou)將(jiang)數(shu)百萬個不(bu)同的(de)數(shu)據排列編碼到分(fen)子上(shang)，然后(hou)將(jiang)合成存(cun)儲在(zai)液體中，則(ze)可以(yi)將(jiang)大(da)量的(de)數(shu)據存(cun)儲在(zai)相對少(shao)量的(de)液體中。研究人員說，這將(jiang)是“令人目眩的(de)數(shu)量”。
他們打算使用一(yi)種叫(jiao)做(zuo)Ugi反應的(de)技術來(lai)實現它。這是將多(duo)種組(zu)分的(de)分子結(jie)合(he)到一(yi)個分子上的(de)化學方法(fa)。研(yan)究(jiu)團隊解釋說，它目前用于制藥發(fa)展，而采用質譜儀可以讀出分子數據(ju)結(jie)果。
盡管如此，節(jie)省(sheng)空間并不是分子(zi)級數(shu)據(ju)存(cun)儲的(de)唯一優勢。研究人員解釋說(shuo)，使用液體(ti)存(cun)儲數(shu)據(ju)而不是傳統(tong)(tong)的(de)儲存(cun)方式的(de)好(hao)處之一是它(ta)是三維(wei)的(de)。這(zhe)個深度適(shi)合現代計算(suan)。對于(yu)諸如圖(tu)像(xiang)識別和(he)搜(sou)索算(suan)法(fa)之類的(de)東西來(lai)說(shuo)更(geng)好(hao)，不像(xiang)傳統(tong)(tong)上普(pu)通(tong)的(de)數(shu)字(zi)計算(suan)那樣(yang)是二(er)維(wei)的(de)。
不是唯一研究數據存儲的化學(xue)介質
天然DNA也是(shi)在一(yi)(yi)個狹(xia)小的空(kong)間(jian)中進行(xing)大規模存儲的有(you)力競爭(zheng)者。這些研究(jiu)人(ren)員指出(chu)，在實驗(yan)(yan)中，科學家指出(chu)在西伯(bo)利亞發(fa)現的股(gu)骨(gu)中的微小介質存活了45000年，這證明了DNA的長期保(bao)存可能性。然而，可靠性在DNA數據(ju)存儲實驗(yan)(yan)中一(yi)(yi)直是(shi)一(yi)(yi)個問題。但是(shi)這種情況可能會改變(bian)。
數據密度的(de)提高(gao)是科學(xue)家們研究的(de)方向。上述的(de)合成分子數據存(cun)儲(chu)和DNA探索可能僅僅是化學(xue)轉變的(de)冰山一角(jiao)。
編碼方法的改(gai)變也可以顯著地減少數據所需的空間。例(li)如二進制是一(yi)個四位符號的代(dai)碼，比當(dang)今使用的兩位數和零位更(geng)有效率。在這種情況下，研究人員希望使用由光引發的染料來實現。而其存儲數據將采用化學方法而不是傳統工(gong)程的方法。
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