محققان چینی یک «نوار کاست DNA» ساختند که می‌تواند حجم غیرقابل تصوری از داده را برای قرن‌ها ثبت کند. این نوآوری که می‌تواند راه‌حلی پایدار برای بحران انرژی و فضای ثبت‌سازی در مراکز داده جهان باشد، قادر است ۳۶ پتابایت داده (معادل ۳۶ هزار هارد دیسک یک ترابایتی) را در خود جای دهد.
براساس ریپورت نیوساینتیست، محققان دانشگاه علم و فناوری جنوبی در گوانگ‌دونگ چین از DNA به عنوان هارد دیسک استفاده کردند. برخلاف نوارهای کاست قدیمی که با سیگنال‌های مغناطیسی کار می‌کردند، این فناوری جدید اطلاعات دیجیتال را در توالی مولکول‌های DNA ثبت می‌کند.
نوار کاست DNA چگونه کار می‌کند؟
محققان با چاپ مولکول‌های DNA مصنوعی روی یک نوار پلاستیکی، این کاست را ساخته‌اند. همانطور که کامپیوترها از صفر و یک استفاده می‌کنند، این سیستم از چهار باز DNA یعنی آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T) برای رمزگذاری هر نوع فایل دیجیتالی، از متن و تصویر گرفته تا صوت و ویدیو، استفاده می‌کند.
یکی از مسائل اصلی تکنیک‌های ثبت‌سازی DNA، اجازه دسترسی دشوار به داده‌ها بوده است. محققان با چاپ یک سری بارکد برنامه بر روی نوار این مشکل را حل کرده‌اند. «شینگ‌یو جیانگ» (Xingyu Jiang)، از محققان این پروژه، این فرایند را به پیداکردن یک کتاب در لایبرری تشبیه می‌کند: «ابتدا قفسه مربوطه و سپس کتاب را در آن قفسه پیدا می‌کنیم.»
این نوار با یک «زره کریستالی» از جنس ایمیدازولات زئولیتی پوشانده شده است که از تجزیه پیوندهای DNA جلوگیری می‌کند. این یعنی این نوار کاست می‌تواند داده‌ها را برای قرن‌ها بدون هیچ‌گونه افت کیفیتی نگهداری کند.
برای درک بهتر مقیاس این فناوری، کافی است یک مقایسه ساده انجام دهیم: یک نوار کاست سنتی می‌توانست حدود ۱۲ آهنگ را در خود جای دهد. اما فقط ۱۰۰ متر از این نوار کاست DNA جدید می‌تواند بیش از ۳ میلیارد قطعه موسیقی را ثبت کند.
بااین‌حال، محققان تأکید می‌کنند که قراردادن این کاست در یک واکمن قدیمی هیچ صدای معناداری تولید نخواهد کرد. «جیانکای لی» (Jiankai Li)، از اعضای این تیم، می‌گوید: «نوار ما حامل مولکول‌های DNA است. به عبارت دیگر، این کار مانند تلاش برای پخش یک عکس در یک گرامافون است؛ فرمت‌ها باهم سازگار نیستند.»
این نوار کاست به این دلیل اهمیت دارد که اکنون مراکز داده در سراسر جهان با محدودیت‌های جدی در زمینه فضا و مصرف انرژی مواجه هستند. یک مطالعه در سال ۲۰۲۳ تخمین زده است که ۴.۴ درصد از کل برق مصرفی در ایالات متحده توسط مراکز داده مصرف می‌شود و انتظار می‌رود این رقم با رشد هوش مصنوعی به شتاب افزایش یابد. نوار کاست DNA به عنوان یک راه‌حل بالقوه می‌تواند ثبت‌سازی داده‌ها را با اشغال فضا و انرژی بسیار کمتر ممکن کند.
یافته‌های این پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.
