你能想象利用DNA分子来存储数据?近日,法国初创公司Biomemory推出全球首款DNA存储卡,声称可存储至少150年的数据,售价高达1000欧元(约合7840元人民币),但仅可存储1KB数据。
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那么,这款存储卡的意义何在?据悉与传统的存储技术相比,DNA存储具有高密度、长寿命、低能耗、高可靠性和耐久性等优点。
DNA存储卡的技术原理是将二进制数据转换为DNA序列中的四种碱基(A、T、C、G),然后将这些碱基合成成为DNA片段。通过特定的方式将这些DNA片段固定在芯片上,就可以实现数据的存储。读取数据时,只需要对DNA片段进行测序,就可以将碱基序列还原为二进制数据。
DNA存储卡的优势在于其高密度和长寿命。由于DNA分子非常微小,可以在很小的空间内存储大量的数据。同时,DNA分子可以在相对稳定的环境中保存数十年甚至数百年,因此DNA存储卡具有很长的使用寿命。此外,DNA存储技术还具有低能耗、高可靠性和耐久性等优点,可以满足各种不同需求的数据存储场景。
然而,尽管Biommemory在其“DNA Encode”编码方式上利用了DNA的微观特性,但其效率似乎并不高。根据其网站上的测试页面显示,用户最多只能输入1024个字符,而编码后的DNA序列仍只有40个字符。
毫无疑问,这项技术仍处于起步阶段,并且面临着许多挑战。DNA合成和测序技术还不够成熟,导致目前DNA存储的成本还相对较高、读写速度慢。此外,由于DNA存储技术需要使用生物分子和化学反应等复杂过程,因此也存在着数据安全性和稳定性等方面的问题。
Biomemory成立于2021年7月,由索邦大学和法国国家科学研究中心(CNRS)分拆出来,由两位学术研究人员CTO Pierre Crozet 和 CSO Stéphane Lemaire以及企业家兼首席执行官Erfane Arwani创立。
该公司得到了索邦大学、CNRS和技术开发加速器Satt Lutech以及包括数据存储业务在内的外部投资者的支持和资助。其技术合作伙伴包括 Twist Bioscience、Imagene等。
Biommemory并非首个涉足DNA存储技术的公司。早在2019年,微软和华盛顿大学的研究人员就已经推进了该领域的研究发展。此后,微软还联合哈佛大学、华盛顿大学等曾一起成立了DNA数据存储联盟,推动DNA存储发展。
2023年底,上海交通大学樊春海院士、王飞副教授团队一篇刊上Nature的论文也引发了巨大讨论,这标志着中国已经成功在DNA计算领域取得重要进展。
值得一提的是,DNA存储是国家“十四五”科技规划中明确提出要加快布局的前沿技术之一。而在美国《科学》杂志提出了未来125个科学问题中,DNA存储也是重点。
为什么DNA存储会受到如此大的关注?这是因为数据正在以爆炸式速度增长,到2025年全球数据量会达到1750万亿字节,这些数据能耗巨大,传输体积也巨大,其中80%~90%极少被调用的“冷数据”。而且更为关键的是,信息存储在硅上,寿命大约是数十年。
DNA存储不仅密度高、能耗低,而且寿命长,能稳定保存百年、千年,极端条件下甚至可达百万年。举个例子来说,1000万块硬盘的数据,用50克的DNA就可以存储下来,而全世界440万亿字节的数据用200公斤DNA就可以存下来。
当然,这一切都是在理论中,这种技术多久才能面世,才能具备商业价值,都还是未知数。