清華大學機械系熊卓課題組近期宣布了一項革命性的數據存儲技術突破,他們成功研發出名為“細菌彩珠硬盤”的新型存儲介質。這一創新技術不僅理論上能夠達到每秒196.72兆字節的檢索速度,更令人驚嘆的是,僅需一個家庭冰箱大小的空間(約1.5立方米),就能存儲高達260700PB的信息量。
細菌彩珠硬盤的核心在于工程化活體存儲微球(ELMM)技術的運用,它巧妙地繞過了DNA存儲技術的現有局限。相比傳統方法,ELMM兼具高密度存儲、長壽命、低能耗以及高安全性等多重優勢,為大數據時代的存儲需求提供了全新的解決方案。
該技術的實現過程相當復雜而精妙。研究團隊首先將編碼后的DNA信息嵌入帶有熒光標記的質粒中,隨后將這些質粒導入細菌內部。接著,利用微流控技術,將含有信息的細菌封裝進一個個水凝膠微球,從而形成了獨特的“細菌彩珠硬盤”。這些微球上的彩色熒光標記如同一套高效的數據分類系統,不同顏色的熒光對應不同的數據類別,極大地提升了數據檢索的效率。
為了進一步說明這一技術的先進性,研究團隊對比了傳統DNA存儲系統與細菌彩珠硬盤的工作流程。傳統系統往往面臨數據檢索效率低、存儲成本高以及數據穩定性不足等問題,而細菌彩珠硬盤則在這些方面實現了顯著提升。特別是在數據檢索速度上,借助熒光輔助分選(FAS)技術,即便是在數據拷貝量極少的情況下,也能迅速定位并檢索所需信息。
細菌彩珠硬盤在室溫下就能保持長期穩定性。即便經歷多次凍干和復水循環,其存儲功能依然不受影響。這意味著,該技術在實際應用中具有極高的可靠性和耐用性。
這項研究的成功,標志著數據存儲技術的一次重大飛躍。在理論上,利用細菌彩珠硬盤技術,一個普通家庭冰箱大小的空間就能存儲相當于266956800TB或273363763200GB的海量數據。這對于未來大數據處理、云計算以及人工智能等領域的發展,無疑將產生深遠的影響。