清华团队研发“细菌彩珠硬盘”实现DNA数据存储新突破

近日，清华大学机械工程系熊卓教授团队提出了一种基于工程化活体存储微球的新型DNA数据存储系统，为解决大规模数据存储问题提供了全新思路。该成果为未来数据存储技术的发展奠定了重要基础。

据介绍，这种新型存储系统的核心是一种带有彩色荧光标记的活体微球，因其特性被形象地称为“细菌彩珠硬盘”。与传统DNA存储方式相比，该系统在数据检索效率、存储成本及稳定性等方面实现了显著提升。通过利用细菌产生的荧orescence作为标记，系统能够快速定位和分类数据，理论检索速度可达每秒196.72兆字节（MB/s）。

研究显示，一个体积相当于普通家庭冰箱（约1.5立方米）的细菌彩珠硬盘，理论上可存储约260700拍字节（PB）的数据，相当于2.6亿太字节（TB）。根据2022年11月公开的相关数据，某国内主流云存储平台用户规模已达到8亿，累计存储数据总量超过1000亿GB，约合1亿TB。这意味着，只需不到半个冰箱体积的细菌彩珠硬盘，即可容纳该平台所有用户的存储需求。

这项技术突破了现有DNA存储技术在效率和成本上的瓶颈，具备高效、稳定和可持续的优势，为未来大规模数据存储提供了创新性的解决方案。相关研究成果已发表于国际知名学术期刊先进材料。

据了解，DNA存储技术是一种前沿的数据存储方式，它以人工合成的脱氧核糖核酸（DNA）为介质进行信息存储。该技术基于DNA分子独特的双螺旋结构，利用其四种碱基（A、T、C、G）编码信息。每个碱基可以对应一个二进制位（bit），例如A和C代表0，G和T代表1，也可以采用其他编码方案。通过特定算法，数字信息可以被转化为DNA序列，从而实现高效存储。这种技术不仅具有极高的存储密度，还具备长期保存的优势，为未来的数据存储领域带来了无限可能。