Microsoft планира да съхранява дигитална информация в ДНК

dnk-microsoft

Ако използвахме ДНК, както използваме магнитната лента за съхраняване на информация днес, на теория щеше да е възможно да съберем всичката информация, която хората някога са записали, в пространство с размера на двоен гараж.

Компютърни архитекти от Microsoft Research искат до няколко години да започнат да съхраняват данни в части от ДНК и очакват да имат работеща система, използваща ДНК в дата център до края на десетилетието.

Колкото и демоде да звучи, в момента един от най-добрите начини да съхраняваме много информация на малко място е добрата стара магнитна лента – не само е евтина, достатъчно издръжлива да съхранява записите до 30 години, но и може да побере около терабайт на ролка.

Но като вземем предвид, че само за последните 2 години е генерирана повече информация, отколкото в цялата човешка история допреди това, изглежда магнитната лента ще отпадне като вариант през следващите няколко десетилетия.

Биологичен материал като ДНК може да изглежда странен избор за съхранение на голям обем от дигитална информация, но способността му да събира много информация в малко пространство е известна от повече от 70 години.

Още през 40-те години физикът Ервин Шрьодингер излиза с теорията, че код би могъл да се съхрани в ген, предаван от поколение на поколение – неповторяема структура, която той нарича апериодичен кристал.

Неговите размишления вдъхновяват Джеймс Уотсън и Франсис Крик да определят двойноверижния структурен модел на ДНК, базиран на изследванията на Розалинд Френклин, с което дават началото на революция в разбирането на механиката на живота.

И докато нуклеинова киселина е използвана за съхранение на информация в живи клетки от милиарди години, ролята им при дигиталния запис е демонстрирана за първи път едва преди 5 години, когато генетик от Харвард успява да запише своята книга – включително JPG снимки от нея – в едва 55 000 полимера ДНК.

Оттогава, технологията се е развила до толкова, че учените са успели да запишат 215 петабайта (215 милиона гигабайта) информация в един грам ДНК.

Може да е компактно, но записването на информация във формата на нуклеинови киселини не става бързо. Нито евтино.

Миналата година Microsoft демонстрира своята технология за ДНК запис, като събра около 200 мегабайта, под формата на 100 класически литературни произведения, в четирите основи на ДНК чрез единичен процес.

Цената на всичко това е около $800 000, използвайки материали от открития пазар, което означава че технологията трябва да стане хиляди пъти по-евтина, за да се превърне в реална алтернатива.

Освен това, записът е изключително бавен – около 400 байта в секунда. Microsoft казва, че скоростта трябва да достигне около 100 мегабайта в секунда.

Не е ясно какво компанията предприема, за да понижи цената и ускори процеса, но нови технологии значително понижиха цената на генното секвениране през последните години, така че целта на Microsoft за края на десетилетието може и да е реалистична.

Но дори тогава, технологията вероятно ще се използва само при определени обстоятелства от клиенти, които биха платили за по-специален метод на съхранение – като например за важни медицински или правни архиви – а не като заместител на сегашните популярни методи.

ДНК решението на Microsoft засега е базирано на чипове, но има реалната възможност бъдещите версии на технологията да включват ензими или бактерии, създадени да извършват изчисления.

Дори извън клетките, ДНК има потенциала да предложи необикновени начини за изчисление, отваряйки възможност за супер бързи пресмятания при определени проблеми, също както квантовите компютри правят това в други сфери на математиката.

Засега изглежда, че ДНК може да изиграе голяма роля в решаването на много реален проблем, който само ще се влошава с времето.