現(xiàn)在常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用半導(dǎo)體器件儲(chǔ)存信息。美國(guó)一項(xiàng)新研究說(shuō)，可用與生物新陳代謝有關(guān)的小分子儲(chǔ)存數(shù)字圖像信息，這有助于進(jìn)一步研發(fā)“化學(xué)計(jì)算機(jī)”。

美國(guó)布朗大學(xué)研究人員在新一期《科學(xué)公共圖書館·綜合》雜志上發(fā)表了相關(guān)論文。他們用這種基于生物小分子的存儲(chǔ)系統(tǒng)累計(jì)存儲(chǔ)了超過(guò)10萬(wàn)比特的數(shù)字圖像信息，從中獲得圖像的準(zhǔn)確率可達(dá)98%以上。

與生物活動(dòng)有關(guān)的一些分子具備儲(chǔ)存信息的能力，比如脫氧核糖核酸(DNA)就可存儲(chǔ)大量信息。這項(xiàng)新研究顯示，在DNA之外，與生物新陳代謝有關(guān)的一些小分子，如糖類、氨基酸等，也可用來(lái)存儲(chǔ)信息。它們與DNA相比體積更小、種類更多，因此有望儲(chǔ)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(chǔ)介質(zhì)，小液滴被機(jī)器人“點(diǎn)”在金屬盤上，形成陣列。每個(gè)液滴中是否含有某種小分子就代表了1個(gè)比特的信息，即0或1。液滴中如果含有多種小分子，就可儲(chǔ)存多個(gè)比特的信息。研究人員使用質(zhì)譜儀分析這些液滴，就能讀取其中存儲(chǔ)的信息。

研究人員用這項(xiàng)技術(shù)存儲(chǔ)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(chǔ)存的二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)回為圖像時(shí)，準(zhǔn)確率達(dá)到98%到99.5%。

這項(xiàng)技術(shù)可能存在的缺點(diǎn)是，液滴中各種分子之間可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或丟失。但研究人員說(shuō)，未來(lái)可能將這個(gè)缺點(diǎn)變成優(yōu)點(diǎn)，即可以利用相關(guān)化學(xué)反應(yīng)來(lái)操控?cái)?shù)據(jù)，在液滴中實(shí)現(xiàn)“計(jì)算”，從而幫助研發(fā)“化學(xué)計(jì)算機(jī)”。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的布朗大學(xué)教授雅各布·羅森斯坦說(shuō)，這項(xiàng)研究是一個(gè)概念驗(yàn)證，說(shuō)明我們身體每天都用的小分子可以被用于存儲(chǔ)信息，雖然“分子硬盤”或“化學(xué)計(jì)算機(jī)”在目前看起來(lái)還像科幻，但研究顯示這個(gè)方向也許是可行的。

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