投稿|如何将你的照片存储1000年?哈佛大学最新研究:用这个( 二 )


因此,这种方法能够以可接受的成本实现高密度、快速读/写的信息存储技术,以及对单个分子集的多次读取而不丢失信息,可以说很好地解决了一直以来分子存储技术中存在的问题 。
荧光分子如何编码数字信息?实际上,此次的技术是一种基于数据磁带(Write Once Read Many,WORM)的分子信息存储方法,不能重复写入且不允许修改,但可以重复读取 。
首先,研究人员选择了 7 种可在不同波长发光的荧光染料分子,这些染料都很容易买到 。他们使用染料来分别标记 ACSII 码的每一位,如果染料存在则代表“1”,反之则代表“0” 。
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图|荧光分子对文本信息“Arts”进行二进制编码和打印成像示意图(来源:该论文)
接下来,该团队使用喷墨打印机将染料混合物根据信息编码打印在环氧树脂表面的小点中,环氧树脂基底中含有活性氨基,会与染料发生反应并形成稳定的共价键,从而固定住染料分子并防止后续读取时有过高损耗 。
然后,他们使用配备有多通道荧光检测器的荧光显微镜,读取每个点上染料分子的发射光谱并解码信息 。这样一来,该检测器可以同时且互不干扰地分辨出基底上任意点的染料信息组合,计算机程序再将二进制码还原为图像/文本,读取过程随即完成 。
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图 | 荧光显微镜读取基板上某点的染料颜色,分析出对应信息示意图(来源:论文)
研究人员表示,以这种方式存储的数据可以在数千年内保持可读 。另外,它还不容易受到水的破坏、不能被远程黑客攻击、不会受到现有存储系统的尺寸限制,并且它的存储不需要任何能源 。
数字信息存储技术盘点从古至今,信息存储从最传统原始的书籍文字演变至今天的数字信息,一路变迁,如今仍在广泛应用的数字信息存储技术有哪些?
硬盘:采用磁介质的数据存储设备,希捷(Seagate)在 1980 年生产了第一款 5.25 英寸硬盘(HDD),同年 IBM 推出的第一款 1 GB 硬盘则是个庞然大物,重达 550 磅 。到了今天,1T 硬盘都不再新鲜,科学家们一直在努力突破磁介质技术,以提高硬盘密度、扩充容量、降低能耗 。
光盘:1960 年代,一位名叫 James T. Russel 的发明家致力于将光作为一种机制来记录并重播音乐 。直到 1975 年,索尼出资完成该项目,生产出 CD 和 DVD 。
闪存:2000 年末问世,采用电子式可清除程序化只读存储器的形式,允许在操作中被多次擦或写的非易失性存储器 。主要用于手持式移动设备,例如存储卡、U 盘等 。
数据孤岛与数据湖:大数据的有用来源,以原始格式存储数据,并允许处理这些数据,其用户可以通过互联网访问大部分信息 。
云数据存储:互联网基于云服务器进行数据存储与传输,云本质上为用户提供了无限量的存储空间,同时需要加密和身份验证 。
分子存储:利用 DNA、蛋白质等分子内部结构原理对信息进行存储 。2019 年,同样是来自哈佛大学的一个研究团队开发出一种基于寡肽的分子存储技术,当时的数据写入和读取的平均速率分别为 8 bit/s 和 20 bit/s 。值得一提的是,该团队正是来自 George Whitesides 实验室 。

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