從書(shū)本到軟盤(pán)再到磁存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)信息的技術(shù)不斷改進(jìn)。然而，像水一樣簡(jiǎn)單的威脅和像網(wǎng)絡(luò)攻擊一樣復(fù)雜的威脅仍然可以破壞我們的記錄。

隨著數(shù)據(jù)繁榮的繼續(xù)，越來(lái)越多的信息被存儲(chǔ)在越來(lái)越少的空間中。即使是云 - 其名稱承諾不透明，無(wú)盡的空間 - 最終將達(dá)到其存儲(chǔ)限制，不能阻止所有黑客，并吞噬能量。現(xiàn)在，一種新的存儲(chǔ)信息的方式存在于可破解的互聯(lián)網(wǎng)之外，一旦編寫(xiě)就不會(huì)消耗能量，并且據(jù)開(kāi)發(fā)它的研究人員說(shuō)，“可以讓信息保存數(shù)百萬(wàn)年”。

“想想用一茶匙蛋白質(zhì)存儲(chǔ)紐約公共圖書(shū)館的內(nèi)容，”布萊恩卡弗蒂說(shuō)，他是George Whitesides實(shí)驗(yàn)室的博士后學(xué)者，也是一篇描述新技術(shù)的論文的作者。這項(xiàng)工作是與米蘭Mrksich及其在西北大學(xué)的團(tuán)隊(duì)合作完成的。

“至少在這個(gè)階段，我們沒(méi)有看到這種方法與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法競(jìng)爭(zhēng)，”Cafferty說(shuō)。“我們將其視為對(duì)這些技術(shù)的補(bǔ)充，并且作為初始目標(biāo)，非常適合長(zhǎng)期存檔數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。”

Cafferty的化學(xué)工具可能無(wú)法取代云。但是文件系統(tǒng)為生物儲(chǔ)存工具提供了一種誘人的替代方案，例如合成DNA，科學(xué)家最近學(xué)會(huì)了操縱記錄任何信息，包括GIF，烹飪教程，文本和音樂(lè)。

但是，雖然DNA與計(jì)算機(jī)芯片相比較小，但在分子世界中卻很大。DNA合成需要熟練且經(jīng)常重復(fù)勞動(dòng)。如果每條消息都需要從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)，那么大分子存儲(chǔ)可能是漫長(zhǎng)且昂貴的工作。

“我們開(kāi)始探索一種不直接從生物學(xué)中借鑒的策略，”卡弗蒂說(shuō)。“我們依賴于有機(jī)和分析化學(xué)中常見(jiàn)的技術(shù)，并開(kāi)發(fā)了一種使用小的低分子量分子來(lái)編碼信息的方法。”

通過(guò)一次合成，該團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)了足夠的小分子，可以同時(shí)編碼多個(gè)視頻，使得該方法比基于DNA的方法更省力，更便宜。對(duì)于它們的低重量分子，該團(tuán)隊(duì)選擇了寡肽(兩個(gè)或多個(gè)結(jié)合在一起的肽)，這些肽是常見(jiàn)的，穩(wěn)定的，并且比DNA，RNA或蛋白質(zhì)小。

寡肽的質(zhì)量不同，取決于它們的氨基酸數(shù)量和類型?；旌显谝黄穑鼈兛梢韵嗷^(qū)分，就像字母湯中的字母一樣。

從字母中制作單詞有點(diǎn)復(fù)雜：在微孔中，像鼴鼠的微型版本，但有384個(gè)孔 - 每個(gè)孔都含有寡肽。當(dāng)油墨在頁(yè)面上被吸收時(shí)，寡肽混合物被組裝在它們被儲(chǔ)存的金屬表面上。如果團(tuán)隊(duì)想要回讀他們“寫(xiě)下”的內(nèi)容，他們會(huì)通過(guò)質(zhì)譜儀查看其中一個(gè)井，質(zhì)譜儀按質(zhì)量對(duì)分子進(jìn)行分類。這告訴他們哪些寡肽存在或不存在：它們的質(zhì)量使它們消失。

為了將混亂的分子翻譯成字母和單詞，研究人員借用了二進(jìn)制代碼。例如，M使用八種可能的寡肽中的四種，每種寡肽具有不同的質(zhì)量。漂浮在井中的四個(gè)接收1，而缺失的四個(gè)接收零。分子二進(jìn)制代碼指向相應(yīng)的字母，或者如果信息是圖像，則指向相應(yīng)的像素。

使用這種方法，八種寡肽的混合物可以存儲(chǔ)一個(gè)字節(jié)的信息; 32可以存儲(chǔ)四個(gè)字節(jié); 等等。

到目前為止，卡弗蒂和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)“書(shū)寫(xiě)”，存儲(chǔ)和“閱讀”物理學(xué)家理查德費(fèi)曼的著名演講“底部有足夠的空間”，克勞德·香農(nóng)(被稱為信息理論之父)的照片，以及北齋的木刻畫(huà)“神奈川的大浪”。由于預(yù)計(jì)到2020年全球數(shù)字檔案將達(dá)到44萬(wàn)億千兆字節(jié)(2013年規(guī)模的10倍)，因此海嘯的形象似乎是恰當(dāng)?shù)摹?/p>

團(tuán)隊(duì)可以以99.9%的準(zhǔn)確率檢索他們存儲(chǔ)的杰作。他們的寫(xiě)作平均每秒8位，讀數(shù)為20，因?yàn)樗鼈兊膶?xiě)入速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了用合成DNA寫(xiě)入的速度，在這個(gè)階段，大分子的讀取速度更快，更便宜。但隨著技術(shù)的加快，團(tuán)隊(duì)的速度可能會(huì)提高。例如，噴墨打印機(jī)可以以每秒1,000次的速率產(chǎn)生液滴，并將更多信息塞入更小的區(qū)域。改進(jìn)的質(zhì)譜儀一次可以獲取更多信息。

該團(tuán)隊(duì)還可以通過(guò)不同類別的分子提高其分子存儲(chǔ)的穩(wěn)定性，成本和容量。他們的寡肽是定制的，因此更昂貴。但未來(lái)的圖書(shū)館建設(shè)者可以購(gòu)買(mǎi)廉價(jià)的分子，如烷硫醇，這可以記錄100,000,000比特的信息只需1美分。與依賴于特定分子的其他分子信息存儲(chǔ)系統(tǒng)不同，該方法可以使用任何可延展分子，只要它可以被操縱成可區(qū)分的位。

寡肽和類似的選擇已經(jīng)具有彈性。“在適當(dāng)?shù)臈l件下，寡肽具有數(shù)百或數(shù)千年的穩(wěn)定性，”該論文稱。在高溫和干旱的情況下，耐寒分子可以在沒(méi)有光或氧氣的情況下忍受。并且，與黑客不同，黑客可以從他們最喜歡的安樂(lè)椅上訪問(wèn)，而分子存儲(chǔ)只能通過(guò)人工訪問(wèn)。即使小偷發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)藏匿，也需要化學(xué)來(lái)檢索代碼。