導語：

· 利用DNA存儲將滿足我們日益增長的數據需求–僅僅四克的DNA可以包含一年內所有人類共同產生的信息。

· DNA是最強大的存儲系統之一，這項技術可以在十年左右的時間里提供給消費者。

信息處理

DNA包括一個活的有機體的所有信息。它對生命的一切信息都進行了編碼。這就是為什么很多公司，如微軟，投資研究將其用于數據存儲的原因。不同于大多數現有數據存儲設備的存在，DNA不會隨著時間的推移而消減，而且它非常緊湊。舉個例子，僅僅四克的DNA可以包含一年的所有人類共同產生的信息。

隨著人類的進步，我們生產和消費的數據量越來越大。僅僅一個1.44Mb的軟盤就能滿足我們需要的時代已經過去了。不斷增長的數據需求決定了我們需要一個更加強大和持久的數據存儲裝置。在一項發表于《科學》雜志上的研究中，研究人員Yaniv Erlich和Dina Zielinski表明，DNA也許可以解決我們對數據存儲的需求。

Erlich和Zielinski存儲了6個文件到72000條DNA鏈中，每條DNA鏈有200個堿基長度。這些文件包括一個完整的計算機操作系統，一部1895年的法國電影，一個亞馬遜禮品卡，一個計算機病毒，一個Pioneer plaque，和一位信息理論家Claude Shannon的研究結果。“我們將這些文件的字節映射到DNA核苷酸上，然后，我們合成了這些核苷酸并將其分子儲存在試管中。”Erlich向ResearchGate介紹道。“為了將這些信息進行封裝，我們利用編碼理論中的數學概念設計了一個實行策略——DNA Fountain，它可以使我們獲得最佳的封裝效果，這是本研究中最具挑戰性的部分。”

為了重新獲得這些數據，研究人員利用DNA測序技術和一個軟件將遺傳代碼轉換回二進制。“為了恢復信息，我們對分子進行了測序，這是基本的過程。” Erlich說。值得注意的是，恢復的文件并不存在誤差。

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它可以保存一個世紀

人類保存數據完整的手段，多年來已大大提高，我們經歷了從紙到磁膜再到芯片的進步。但DNA提供了一個更好的選擇。Erlich解釋道：

DNA有幾大優勢，首先，它比傳統媒介要小得多。事實上，我們的研究中表明，我們可以通過DNA存儲獲得215PB/g(PB，Petabyte，拍字節或千萬億字節或千T字節)的密度!第二，DNA可以存在很長一段時間，超過100年，這是遠高于傳統媒介的數量級。你可以試著去聽聽任何90年代的磁帶，看它的效果如何。

Erlich也認為，技術會隨著時間的推移而不斷進步。“傳統媒介因為數字化而遭到廢棄。我父母有8mm磁帶，但現在已經基本無用了。”他補充道。“DNA已經存在了30億年左右，人類不可能失去讀取這些分子的能力。如果無法讀取DNA，我們會遇到比數據存儲更棘手的問題。”

被問及這項技術何時可以真正成熟時，Erlich給了一個比較樂觀的預估。“我猜會是十多年后，”他說，“我們仍在初期階段，不過磁性媒體當初也是經歷了多年的發展才真正被使用的。”

最后，Erlich和Zielinski的研究為探索生物計算機的未來提供了更多借鑒。“這開啟了利用分子生物學工具輔助計算的可能性，” Erlich說。“這是另一方面。”