【為什麼我們要挑選這篇文章】從古至今，人類儲存資料的方式一直在改變，從壁畫、竹簡、紙張一直到現今的電腦、雲端等，不過任何方式都會有相應的風險存在。
科學家們發明了一種新的儲存資料方法，他們利用比 DNA、RNA 更小的寡肽（兩個或多個結合在一起的肽）儲存數據，經檢驗，這種儲存方式的檢索準確率為 99.9％，也沒有被駭的風險，消耗能量比起雲端儲存更是低得多。
這能成為新形態的資料儲存方式嗎？（責任編輯：藍立晴）
我們怎麼儲存資料？
寫下來的紙張會被焚毀，電腦可能會被駭，DVD 可能會無法讀取。威脅無處不在，從簡單的一盆水到複雜的網路攻擊，都有可能讓我們的記錄化為烏有。
資訊爆炸，數據暴漲，可能未來連雲端也無法承載，而且它無法阻擋住所有駭客，還會持續消耗能量。據估計，2020 年，全球數位化檔案估計將達到 44 兆 GB，數位化海嘯馬上就要席捲而來，浪潮之下，我們應該如何面對海量資訊？
現在，有一種儲存資料的新方法可以穩定地儲存數百萬年的數據，並且不受到駭客的威脅。
它佔用的空間非常小，想像一下用一湯匙的蛋白質，就可以保存整個紐約市公共圖書館的資料，而一鍋蛋白質就可以容納所有地球往事。並且一旦編寫，就不會再消耗能量。所需要的只有一個化學家，一些易得的分子和需要儲存的資訊。
這是哈佛大學與西北大學合作開發的一個項目，研究結果已經在國際學術期刊 ACS Central Science 發表。該項目提出並實現了利用易獲得、低耗能、穩定且能超長時間保存的寡肽分子儲存數據（以二進制形式），數據檢索準確率超過 99％。
從生物學到有機化學：數據儲存的靈感
利用生物儲存能力來儲存數據的想法早已有之，並且已經有了一定的進展。比如，目前我們已經可以通過合成DNA鏈來記錄資料，記錄的資廖可以從美食照片，烹飪教程一直到擼貓視頻。
但是雖然 DNA 與電腦晶片相比較小，但還是屬於大分子。並且，DNA 的合成需要大量重複的勞動。如果每條資料都需要從頭開始設計編譯，那麼大分子儲存可能會因為過於昂貴耗時而無法實現。
Brian Cafferty，該研發團隊的成員之一，也是論文的第一作者介紹說，於是他們的研究團隊從生物學轉向有機和分析化學尋求靈感，開發使用一種更小、更低分子量的分子來編碼資料的方法。
這種儲存方式只需一次合成就可以生成足夠的小分子，用以編碼多個影片，使這種方法無疑比基於 DNA 的方法更省力也更便宜。
用分子實現聽說讀寫畫
該團隊選擇的低分子量分子是寡肽（兩個或多個結合在一起的肽），這些肽常見而穩定，並且比 DNA、RNA 或蛋白質分子量都要小。
而且由於組成寡肽的氨基酸數量和類型不同，它們的分子質量是有差異的。當不同的寡肽分子混合在一起時，這種差異可以實現相互區分，不同質量的分子就像字母表中的不同字母一樣。
將這些「字母」組成單詞會有點複雜，該團隊將不同質量的寡肽儲存在 384 個不同的「微孔」中，然後將寡肽混合物放置在金屬板的表面上，就像將墨水印在書頁上一樣。如果想要讀取「寫下」的內容，可以通過質譜儀按質量對微孔中的分子進行分類，查看這個孔中存在哪些寡肽、不存在哪些寡肽，由此讀取內容。
然後團隊使用二進制編碼將混亂的分子翻譯成字母和單詞。例如，字母「K」在ASCII（美國資料交換標準代碼）中被寫作 01001011，就可以通過使用八種不同質量的寡肽儲存「K」。
將微孔中存在的四種寡肽讀取為「1」，而缺失的四種讀取為「0」（如下表）。這些分子二進制代碼指向相應的字母；如果儲存的資訊是圖像，則指向相應的像素。
使用這種方法，八種寡肽的混合物可以儲存一個字節的信息； 32 種寡肽的混合物可以儲存四個字節，以此類推。
更快，更便捷，更安全
到目前為止，Cafferty 和他的團隊已經用這種方法記錄、儲存並「閱讀」了物理學家Richard Feynman 的著名演講、Claude Shannon（他被稱為「現代資訊理論之父」）的相片和葛飾北齋的畫作《神奈川衝浪裡》。
經檢驗，這種儲存方式的檢索準確率為 99.9％。平均「寫入」速度為每秒 8bits，「讀取」速度每秒 20 bits。
雖然目前還比大多數數據儲存設備要慢，但隨著技術的繼續發展，速度肯定還會提升。例如，如果噴墨列印機可以以每秒 1,000 次的速率產生液滴，就能將更多資訊塞入更小的區域，或者再加以改進質譜儀，使之可以同時獲取更多信息。
未來，還可以通過引入不同類別的分子，提高儲存的穩定性和容量，並降低成本。實驗中使用寡肽是訂製的，因此價格較貴。但未來還可以考慮可以購買更便宜的分子（如烷硫醇），可望僅花 1 美分就可記錄 1 億 bit 的資料。
「目前，這種方法還不會取代現有的數據存儲方法，」Cafferty 說，「我們認為它是對現有技術的補充，非常適合長期存檔數據儲存。」Cafferty 團隊提出的分子儲存方法是一種穩定的、零耗能、抗腐蝕的儲存可選方案。
寡肽等分子具備復原能力，可以在數百年甚至數千年的時間內保持穩定性。在高溫和乾旱的情況下，這些分子可以在沒有光或氧的情況下存活下來。
而且，駭客無法像攻破雲儲存那樣竊取分子儲存的內容，分子儲存只能通過人工訪問。即使被發現藏匿的數據，小偷也需要擁有足夠的化學知識才能檢索代碼。
所以未來，即使所有的書都付之一炬，所有的電腦都被駭了，所有 DVD 都被毀壞，這些分子可能還會繼續存在，提醒未來的人類，我們曾經是多麼喜歡那些萌萌的貓咪影片。
（本文經 大數據文摘 授權轉載，並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題，原文標題為 〈超越雲存儲，用一勺蛋白質保存整個圖書館〉 。首圖來源：維基百科。）
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