По разным оценкам, объем цифровых данных в мире превысил 175 зеттабайт. Страшно представить, сколько это будет весить при записи на жесткие диски. А ведь объем информации продолжает расти по экспоненте. Даже при хранении информации в ДНК, запись такого объема данных потребует около одной тонны биологического материала. К счастью, этот способ записи значительно опережает другие по соотношению объема данных к массе, и именно это привлекает внимание ученых.
Разработке технологий записи информации в ДНК посвящено множество научных работ. Природа за миллиарды лет эволюции отработала механизм передачи информации о наследственных свойствах и особенностях биологических организмов из поколения в поколение. Этот метод гарантирует высокую точность, надежность и избыточность — все это крайне важно для длительного хранения данных. ДНК могут сохраняться без повреждений десятки и даже сотни лет, а с учетом избыточности — десятки тысяч лет и более.
Исследователи из Техасского университета в Остине (University of Texas at Austin) развили идею организации ДНК до записи данных в комбинации искусственных молекул. Они создали молекулы из пластика, которые, подобно нуклеотидам в ДНК, собираются в заданные последовательности. Такой подход может упростить создание практичного оборудования для записи и чтения псевдо-ДНК. Современные устройства для секвенирования ДНК крайне сложны, дороги и слабо подвержены тенденции к удешевлению и упрощению. В случае с искусственным аналогом все может оказаться гораздо проще. Молекулы для кодирования и последующего прочтения информации можно будет подбирать более гибко.
Ученые подобрали четыре различных пластиковых молекулы и зашифровали с их помощью длинную последовательность сложного шифровального ключа. Затем этот ключ был успешно прочитан. Для чтения таких записей в настоящее время используется лабораторный масс-спектрометр, который в процессе анализа молекул уничтожает носитель.
Масс-спектрометр — это также сложное и дорогостоящее оборудование, которое пока не позволяет массово перейти на запись данных в псевдо-ДНК. Однако проведенная работа демонстрирует, что такое в принципе возможно. Создание большего набора молекул — шести, восьми и более с уникальными кодами — за счет увеличения разрядности позволит еще больше повысить плотность молекулярной записи.
