科學(xué)家找到一種化學(xué)方法來(lái)儲(chǔ)存和操作大量的數(shù)據(jù)

一組科學(xué)家認(rèn)為，數(shù)十億兆字節(jié)的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在一小瓶化學(xué)液體中。來(lái)自布朗大學(xué)的研究小組表示，其開展的研究能夠通過(guò)將化學(xué)物質(zhì)裝載到分子上，然后將分子溶解到液體中，從而找到一種化學(xué)方法來(lái)儲(chǔ)存和操作大量的數(shù)據(jù)。

如今，學(xué)術(shù)界正在致力于尋找存儲(chǔ)和檢索日常產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的最佳方法。而采用的化學(xué)方法可能將取代傳統(tǒng)工程的做法。

一組科學(xué)家認(rèn)為，數(shù)十億兆字節(jié)的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在一小瓶化學(xué)液體中。來(lái)自布朗大學(xué)的研究小組表示，其開展的研究能夠通過(guò)將化學(xué)物質(zhì)裝載到分子上，然后將分子溶解到液體中，從而找到一種化學(xué)方法來(lái)儲(chǔ)存和操作大量的數(shù)據(jù)。

如果這種方法成功的話，大規(guī)模的合成分子在液體中的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存終有一天會(huì)取代硬盤。這將是傳統(tǒng)工程的一個(gè)例子。人們一直使用的機(jī)器和數(shù)據(jù)中心里的存儲(chǔ)設(shè)備被化學(xué)方法所取代。

美國(guó)國(guó)防部的國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)已經(jīng)向布朗大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提供了410萬(wàn)美元的資金，用于研究如何推動(dòng)這個(gè)概念的實(shí)現(xiàn)。

該大學(xué)化學(xué)助理教授Brenda Rubenstein在新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)：“這個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)出一種新的存儲(chǔ)形式，這種存儲(chǔ)形式比目前的存儲(chǔ)容量要緊湊得多。”

研究人員說(shuō)，他們已經(jīng)開展相關(guān)研究，但是他們需要想辦法解決將當(dāng)前小尺寸的81像素黑白圖像加載到25個(gè)獨(dú)特分子上的概念證明。

他們聲稱，如果能夠?qū)?shù)百萬(wàn)個(gè)不同的數(shù)據(jù)排列編碼到分子上，然后將合成存儲(chǔ)在液體中，則可以將大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相對(duì)少量的液體中。研究人員說(shuō)，這將是“令人目眩的數(shù)量”。

他們打算使用一種叫做Ugi反應(yīng)的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)它。這是將多種組分的分子結(jié)合到一個(gè)分子上的化學(xué)方法。研究團(tuán)隊(duì)解釋說(shuō)，它目前用于制藥發(fā)展，而采用質(zhì)譜儀可以讀出分子數(shù)據(jù)結(jié)果。

盡管如此，節(jié)省空間并不是分子級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的唯一優(yōu)勢(shì)。研究人員解釋說(shuō)，使用液體存儲(chǔ)數(shù)據(jù)而不是傳統(tǒng)的儲(chǔ)存方式的好處之一是它是三維的。這個(gè)深度適合現(xiàn)代計(jì)算。對(duì)于諸如圖像識(shí)別和搜索算法之類的東西來(lái)說(shuō)更好，不像傳統(tǒng)上普通的數(shù)字計(jì)算那樣是二維的。

不是唯一研究數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的化學(xué)介質(zhì)

天然DNA也是在一個(gè)狹小的空間中進(jìn)行大規(guī)模存儲(chǔ)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。這些研究人員指出，在實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家指出在西伯利亞發(fā)現(xiàn)的股骨中的微小介質(zhì)存活了45000年，這證明了DNA的長(zhǎng)期保存可能性。然而，可靠性在DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)中一直是一個(gè)問(wèn)題。但是這種情況可能會(huì)改變。

數(shù)據(jù)密度的提高是科學(xué)家們研究的方向。上述的合成分子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和DNA探索可能僅僅是化學(xué)轉(zhuǎn)變的冰山一角。

編碼方法的改變也可以顯著地減少數(shù)據(jù)所需的空間。例如二進(jìn)制是一個(gè)四位符號(hào)的代碼，比當(dāng)今使用的兩位數(shù)和零位更有效率。在這種情況下，研究人員希望使用由光引發(fā)的染料來(lái)實(shí)現(xiàn)。而其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)將采用化學(xué)方法而不是傳統(tǒng)工程的方法。