隨著數字數據的創造速度超過了存儲能力，科學家們開始尋找一種來自自然界的解決方案：DNA。最近，科學家們開發了一種實驗性的「DNA 卡帶」，旨在解決全球數據存儲危機。這項新技術利用 DNA（去氧核糖核酸）的高密度，能夠在一個微小且耐久的格式中存儲大量數據。來自中國南方科技大學的研究人員在一篇於 9 月 10 日發表的研究論文中表示，「DNA 卡帶提供了一種快速、緊湊的大規模 DNA 基礎冷數據或熱數據存儲策略」。
全球正面臨數據洪流的挑戰。每一次點擊、每一張照片、每一段視頻都在不斷產生海量的信息，而當前的存儲解決方案可能很快就會達到其極限。傳統的硬碟不僅體積龐大，還消耗大量能源，並隨著時間的推移而劣化。正因如此，專家們一直在探索利用 DNA 作為數據存儲解決方案，以在微小的格式中存儲大量信息，並且可以持續數千年。這種方法提供了一種潛在的替代方案，取代標準伺服器和硬碟。例如，據說單個人類細胞的 DNA 理論上可以存儲 3.2 GB 的數據，這相當於 6,000 本書、1,000 首歌曲或兩部電影。雖然先前的多項研究已經探討了 DNA 作為潛在存儲媒介的可能性，但如何使其成為一個實用且可接觸的系統仍然是一大挑戰。
這項新研究提出了一種解決方案，借鑒了 80 和 90 年代的懷舊概念：一種像舊式音頻卡帶一樣存儲數據的 DNA 卡帶。研究團隊利用聚酯-尼龍混合材料開發了一種物理卡帶，然後在其表面上印製了條形碼圖案，形成了數百萬個微小的、可尋址的區域，類似於計算機上的個別文件夾。這一創新設計使得查找所需數據變得更加快速。數字數據轉換為 DNA 序列（使用 A、C、G 和 T 四種基本組成作為代碼），然後存儲在卡帶上。DNA 代碼的工作原理類似於計算機的二進制代碼。此外，為了防止 DNA 劣化，研究團隊在卡帶上施加了一層保護性晶體層，確保 DNA 存儲可以在沒有電力的情況下持續數百甚至數千年。
團隊成功演示了系統快速存儲和檢索數字圖像的能力，證明了其在快速、大規模數據存儲方面的功能。研究論文中確認，「通過隨機將不完整的圖像存放到數據分區中，展示了涉及尋址、恢復、移除、後續文件存放和再次文件恢復的完全自動化閉環操作，所有操作均在 50 分鐘內完成。」根據 PopSci 的報導，一條長 328 英尺的 DNA 卡帶可能容納超過 30 億首歌曲，這一容量遠遠超過傳統卡帶的存儲能力。此外，預計原型設備的數據存儲能力為「36 PB」，相當於「36,000 個硬碟」的存儲量。如果這項技術成功，DNA 卡帶技術將能為數據中心提供一種可擴展的解決方案，通過提供更高效和可持續的方式來存儲大量數據，而不需要消耗過多的能源。研究成果已發表在《Science Advances》期刊上，為未來的數據存儲技術提供了新的方向和可能性。
