生物存儲新進展助力研發(fā)“化學計算機”

圖片來源：攝圖網(wǎng)（圖文無關）

現(xiàn)在常見的計算機系統(tǒng)使用半導體器件儲存信息。美國一項新研究說，可用與生物新陳代謝有關的小分子儲存數(shù)字圖像信息，這有助于進一步研發(fā)“化學計算機”。

美國布朗大學研究人員在新一期《科學公共圖書館·綜合》雜志上發(fā)表了相關論文。他們用這種基于生物小分子的存儲系統(tǒng)累計存儲了超過10萬比特的數(shù)字圖像信息，從中獲得圖像的準確率可達98%以上。

與生物活動有關的一些分子具備儲存信息的能力，比如脫氧核糖核酸（DNA）就可存儲大量信息。這項新研究顯示，在DNA之外，與生物新陳代謝有關的一些小分子，如糖類、氨基酸等，也可用來存儲信息。它們與DNA相比體積更小、種類更多，因此有望儲存更多信息。

研究人員使用含有多種小分子的液體混合物作為存儲介質，小液滴被機器人“點”在金屬盤上，形成陣列。每個液滴中是否含有某種小分子就代表了1個比特的信息，即0或1。液滴中如果含有多種小分子，就可儲存多個比特的信息。研究人員使用質譜儀分析這些液滴，就能讀取其中存儲的信息。

研究人員用這項技術存儲了3幅圖像，其中一幅上面有錨和寫有“希望”字樣的橫幅，另外兩幅分別是一只野山羊和一只埃及貓。在將小分子中儲存的二進制信息轉回為圖像時，準確率達到98%到99.5%。

這項技術可能存在的缺點是，液滴中各種分子之間可能發(fā)生化學反應，從而導致數(shù)據(jù)錯誤或丟失。但研究人員說，未來可能將這個缺點變成優(yōu)點，即可以利用相關化學反應來操控數(shù)據(jù)，在液滴中實現(xiàn)“計算”，從而幫助研發(fā)“化學計算機”。

領導這項研究的布朗大學教授雅各布·羅森斯坦說，這項研究是一個概念驗證，說明我們身體每天都用的小分子可以被用于存儲信息，雖然“分子硬盤”或“化學計算機”在目前看起來還像科幻，但研究顯示這個方向也許是可行的。

新華社 周舟