Как и когда ДНК может заменить жесткие диски?

Представьте мир, где все фото, видео и архивы, которыми мы пользуемся ежедневно, помещены в маленькую капсулу, не больше коробки для мелочей. Что если мы сможем хранить столько данных, сколько нам нужно, не заполняя наши жесткие диски и серверные фермы? Ученые работают над этим, и они уже продвинулись дальше, чем мы можем себе представить.

Современный мир активно использует технологии для хранения огромного количества данных — от фотографий и видео до текстовых файлов. Эти данные хранятся на серверах в дата-центрах, которые потребляют колоссальные ресурсы и электричество. Если бы все эти данные записали на DVD, то стопка дисков дотянулась бы до Луны. К тому же, большинство файлов, около 60-80%, относятся к так называемым «холодным данным» — они почти никогда не используются, но их всё равно нужно хранить.

Для записи файла в ДНК сначала нужно преобразовать его из двоичной системы в квотернарную. Затем с помощью синтеза создаётся сама молекула ДНК, которая физически содержит информацию. ДНК синтезируют в виде коротких фрагментов, чтобы избежать ошибок, а для надёжности создают несколько копий.

Чтобы молекулы ДНК не разрушались, их изолируют от внешних факторов, таких как свет, влага и тепло. Для этого ДНК помещают в герметичные металлические капсулы, что позволяет сохранять данные тысячелетиями. Эти капсулы могут вместить колоссальное количество информации: теоретически, все данные мира можно хранить в одной обувной коробке.

Чтение файлов происходит с помощью технологий секвенирования, разработанных ещё в 1970-х годах. Эти методы позволяют извлечь последовательности нуклеотидов и перевести их обратно в двоичный код. Учёные смогли расшифровать ДНК мамонта возрастом в миллион лет, что подтверждает надёжность технологии.

Несмотря на перспективность, технология пока остаётся дорогой и медленной. Синтез одного мегабайта информации стоит около $3500, а процесс записи идёт миллионы раз медленнее, чем на жёстком диске. Однако исследователи работают над ускорением процесса и снижением стоимости. Ожидается, что уже через 10 лет цена упадёт до $1 за гигабайт, а скорость записи приблизится к скорости интернета.

Эта технология интересна для архивов и крупных организаций. Например, Европейский парламент и Национальная библиотека Франции уже тестируют её для хранения своих данных. Также разрабатываются стандарты сжатия изображений и структурирования данных для удобного поиска внутри капсул.

ДНК-хранилища открывают новые горизонты в мире технологий. Помимо хранения, учёные исследуют возможность создания ДНК-компьютеров, где молекулы будут выполнять вычисления. Возможно, в будущем электронные микросхемы уступят место ферментам и ДНК-цепочкам, а сама идея хранения данных навсегда изменится.

Спасибо, что дочитал! Я пишу посты про науку и технологии. Если понравился пост — подпишись на мой канал, в нем можно отдохнуть от повседневной суеты и узнать что-то новое )