科學家用 DNA 當硬碟，儲存與加密資料都靠「分子形狀」
隨著數位數據的產量持續加速，科學家們正面臨著如何有效儲存和保護這些資料的挑戰。亞利桑那州立大學（Arizona State University）生物設計研究所的研究人員最近發表了兩項研究，顯示 DNA 不僅能夠儲存大量數據，還能提供強大的加密功能，為未來的微電子學和分子生物學開啟新的可能性。
這些研究提出一種生物啟發的替代方案，挑戰了傳統的矽基技術，發表在《先進功能材料》和《自然通訊》期刊上。研究團隊的領導者、分子科學學院Hao Yan教授表示，DNA做為儲存訊息平台的潛力，讓我們重新思考數據的儲存、讀取和安全性。
第一項研究介紹了一種基於DNA的儲存策略，這種策略不依賴於基因序列的讀取，而是利用DNA的物理形狀來表示訊息。這種方法不僅能在極小的空間內編碼大量數據，還能保持數據的完整性，甚至在長達200萬年的時間內保持不變。
在這項新方法中，科學家們創建了奈米級的DNA結構，這些結構像具體的符號一樣，每個結構代表一個信息單元。當這些結構通過微型感測器時，機器學習演算法能捕捉和解釋其形狀所產生的微妙電信號，進而高精度地重建可讀文本和短訊息。
第二項研究則探討了如何利用DNA奈米結構來加密訊息。研究人員設計了複雜的DNA摺紙結構，這些結構以精確的二維和三維形狀摺疊而成，訊息被編碼在這些奈米結構的排列和模式中，形成一種難以解讀的分子代碼。
這些研究不僅展示了DNA做為儲存媒介的潛力，還強調了生物學、材料科學、計算和電子學之間日益增長的融合；DNA儲存技術有望成為解決數據洪流問題的關鍵，並可能在未來支援超密集的科學數據、醫療紀錄或文化檔案的儲存。
（首圖來源：亞利桑那州立大學）