Lưu trữ dữ liệu DNA: Mã di truyền để mang thông tin kỹ thuật số của thế giới

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 14 Tháng mười hai, 2021

Tóm tắt thông tin chi tiết

Lưu trữ dữ liệu DNA, một phương pháp bền vững và nhỏ gọn để lưu trữ lượng lớn dữ liệu, có thể thay đổi cách chúng ta xử lý thông tin kỹ thuật số. Khi công nghệ này trở nên dễ tiếp cận hơn, nó có thể cung cấp một phương pháp bền vững và an toàn để lưu trữ mọi thứ, từ ảnh cá nhân đến các kho lưu trữ quan trọng của quốc gia. Ý nghĩa rộng hơn của sự thay đổi này có thể bao gồm từ việc tạo cơ hội việc làm mới trong công nghệ sinh học đến giảm rác thải điện tử, đồng thời định hình lại bối cảnh kỹ thuật số của chúng ta.

Bối cảnh lưu trữ dữ liệu DNA

Lưu trữ dữ liệu DNA đề cập đến việc giữ dữ liệu kỹ thuật số được lưu trữ trong các phân tử mật độ cao lưu trữ thông tin di truyền. Lưu trữ dựa trên DNA có nhiều lợi ích: nó bền vững, nhỏ gọn và có thể dễ dàng lưu trữ một lượng lớn dữ liệu. Các phân tử DNA cũng rất ổn định và có thể được đọc, giải thích và sao chép một cách dễ dàng. 

Dữ liệu của thế giới được lưu trữ trong các trung tâm dữ liệu khổng lồ, thường rộng bằng sân bóng đá, nằm rải rác trên khắp thế giới. Khi nhu cầu lưu trữ dữ liệu toàn cầu tăng lên, các trung tâm dữ liệu rộng lớn hơn và lượng năng lượng khổng lồ trở nên cần thiết để đáp ứng việc lưu trữ thông tin kỹ thuật số. Vốn ngày càng tăng và chi phí bảo trì cần thiết để đáp ứng nhu cầu lưu trữ dữ liệu của thế giới đã tạo ra nhu cầu về các giải pháp lưu trữ dữ liệu bền vững hơn, chẳng hạn như lưu trữ DNA. 

Việc lưu trữ DNA đòi hỏi phải tổng hợp, giải trình tự và nhúng mã để mã hóa tới 17 exabyte thông tin trên mỗi gam. Về mặt lý thuyết, điều đó có nghĩa là một cốc cà phê chứa đầy DNA có thể lưu trữ thông tin kỹ thuật số của thế giới. Các nhà khoa học đã có thể lưu trữ âm nhạc, video, hình ảnh và văn bản trong DNA. Tuy nhiên, một cách dễ dàng để sàng lọc dữ liệu DNA là điều cần thiết để biến việc lưu trữ dữ liệu DNA trở thành một giải pháp lưu trữ thay thế khả thi. 

Tác động gián đoạn 

Khi công nghệ lưu trữ dữ liệu DNA trở nên có giá cả phải chăng và dễ tiếp cận hơn, mọi người có thể lưu trữ toàn bộ cuộc sống số của mình - từ ảnh và video đến hồ sơ y tế và tài liệu cá nhân - trong một hạt DNA. Thành tích này có thể cung cấp giải pháp cho mối lo ngại ngày càng tăng về việc mất dữ liệu kỹ thuật số do lỗi phần cứng hoặc lỗi thời. Hơn nữa, nó có thể cung cấp một phương pháp bền vững và tiết kiệm không gian hơn để bảo tồn lịch sử cá nhân cho các thế hệ tương lai, vì DNA có thể tồn tại hàng nghìn năm nếu được bảo quản đúng cách.

Đối với các doanh nghiệp, việc lưu trữ dữ liệu DNA có thể mang lại lợi thế cạnh tranh trong kỷ nguyên dữ liệu lớn. Các công ty tạo ra lượng dữ liệu khổng lồ hàng ngày, từ tương tác của khách hàng đến quy trình nội bộ và khả năng lưu trữ dữ liệu này một cách nhỏ gọn và lâu dài có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi. Ví dụ: những gã khổng lồ công nghệ như Google hay Amazon có thể lưu trữ hàng exabyte dữ liệu trong một không gian không lớn hơn một phòng văn phòng tiêu chuẩn, giúp giảm đáng kể dấu chân vật lý và mức tiêu thụ năng lượng của họ. Hơn nữa, tuổi thọ của việc lưu trữ DNA có thể đảm bảo việc bảo tồn dữ liệu có giá trị của công ty.

Việc lưu trữ dữ liệu DNA cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo tồn các kho lưu trữ quốc gia và thông tin quan trọng. Các chính phủ nắm giữ một lượng lớn dữ liệu lịch sử, pháp lý và nhân khẩu học cần được lưu trữ lâu dài. Lưu trữ dữ liệu DNA có thể cung cấp một giải pháp không chỉ nhỏ gọn và bền bỉ mà còn có khả năng chống lại các mối đe dọa trên mạng vì dữ liệu DNA không thể bị tấn công theo cách truyền thống.

Ý nghĩa của việc lưu trữ dữ liệu DNA

Ý nghĩa rộng hơn của việc lưu trữ dữ liệu DNA có thể bao gồm: 

• Giúp các cơ sở dữ liệu exabyte trong tương lai giảm chi tiêu năng lượng và đất đai bằng cách chuyển đổi thông tin sang định dạng DNA. 
• Tạo ra các loại việc làm mới cho các nhà khoa học trong các công ty Công nghệ Thông tin (CNTT) để hỗ trợ quản lý các giải pháp lưu trữ và CNTT dựa trên DNA. 
• Gián tiếp phát triển sự hiểu biết sâu rộng hơn về các phân tử DNA và giúp các nhà khoa học điều trị các rối loạn di truyền trong các lĩnh vực y tế (đối với các ứng dụng như chữa bệnh xơ nang). 
• Một làn sóng bất bình đẳng kỹ thuật số mới, vì những người có đủ khả năng sử dụng công nghệ này sẽ được bảo vệ và bảo mật dữ liệu vượt trội, có khả năng mở rộng khoảng cách kỹ thuật số.
• Tăng cường đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ DNA, tạo ra cơ hội việc làm mới trong lĩnh vực công nghệ sinh học.
• Luật mới quy định việc sử dụng và truy cập dữ liệu được lưu trữ trên DNA, dẫn đến việc xác định lại các tiêu chuẩn bảo mật và quyền riêng tư của dữ liệu.
• Giảm đáng kể chất thải điện tử khi nhu cầu về các thiết bị lưu trữ truyền thống giảm, góp phần tạo ra bối cảnh công nghệ bền vững hơn.

Các câu hỏi cần xem xét

• Bạn có nghĩ rằng bộ lưu trữ dữ liệu DNA sẽ đủ rẻ để một người tiêu dùng thông thường mua không? 
• Có vấn đề đạo đức nào mà các nhà khoa học cần phải lo lắng trong quá trình theo đuổi quyền làm chủ các phân tử di truyền không?