生物新陳代謝有關的小分子儲存數字圖像信息 有助于進一步研發“化學計算機”前沿科技

                            高智導讀:現在常見的計算機系統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字圖像信息,這有助于進一步研發“化學計算機”。

                            現在常見的計算機系統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字圖像信息,這有助于進一步研發“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》雜志上發表了相關論文。他們用這種基于生物小分子的存儲系統累計存儲了超過10萬比特的數字圖像信息,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生化學反應,從而導致數據錯誤或丟失。但研究人員說,未來可能將這個缺點變成優點,即可以利用相關化學反應來操控數據,在液滴中實現“計算”,從而幫助研發“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。(來源:硬派科技)

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