基于细菌的存储系统可以将数据保存数千年，同时保护数据不受核爆炸的影响。原子每平方英寸的表面积可以容纳250兆比特的数据。有机薄膜结构具有20,000多个写-读-重写循环。
有一些神奇的东西即将问世，它们可以提高存储系统的速度和容量，几乎超出人们的想象。
来自两所著名大学的研究表明，将数字数据存储在生物体的基因组中，并在数百年甚至数千年后，生物体通过数百代人复制其遗传物质后取回这些数据，不仅是可能的，而且是可行的。
太平洋西北国家实验室(PNNL)首席科学家Pak Wong在2003年的一篇论文中指出:“考虑到一毫升的液体可以包含多达10亿个细菌，你可以看到基于细菌的记忆的潜力是巨大的。”(注:毫升是千分之一升，或0.03381液盎司)。
在他们的论文中，Wong和PNNL的一组研究人员描述了三年前的一个实验，他们在一个细菌中储存了大约100个碱基对的数字信息(大约一个英语句子编码)。
今年，庆应义塾大学高级生物科学研究所的科学家在他们的研究中报告了类似的结果，声称他们成功地编码了“e= mc2 1905!”-- Einstein's theory of relativity and the year he enunciated it -- on the common soil bacteria Bacillus subtilis. According to the scientists, DNA-based data can also be passed on for long-term preservation of large data files (see "科学家:储存数据的细菌可能持续数千年”)。
黄的团队面临的挑战之一是为DNA分子提供一个安全的避难所。DNA分子很容易在人类或潜在的自然敌人居住的任何开放环境中被破坏。所谓的DNA双链断裂通常是致命的，它可能是由常见的不利环境条件造成的，包括过高的温度和脱水/再水合作用。
考虑到DNA的脆弱性，PNNL的科学家们为DNA提供了一个活的宿主，使其能够承受人工基因序列的添加，并在极端的环境条件下存活下来。Wong说，嵌入信息的主机能够成长和繁殖是至关重要的。
也许研究人员面临的最大挑战是检索嵌入的信息。“提取储存在细菌中的信息仍然是一个湿实验室过程，需要一定的时间和精力来完成。2000年，我们花了大约两个小时完成信息提取过程。”他补充说，开发类似于当今商业It系统的数据检索技术需要数十年时间。
基于dna的数据存储的大部分潜在应用都与美国能源部(DOE)的核心任务有关，该部门资助了Wong的所有工作。其他与安全相关的应用包括商业产品以及与国家安全相关的信息隐藏和数据隐写术(将数据隐藏在其他数据中)。
应用程序
作为美国能源部九个国家实验室之一，PNNL关心的是在核灾难发生时如何保护信息。Wong说，假设美国经历了一场毁灭性的核灾难，国家信息基础设施因辐射和火灾而瘫痪或瘫痪。进一步假设关键的缓解信息已经植入某些细菌，如耐辐射球菌，它们可以独立生存和繁殖，不需要人类干预。最后，假设这些数据主机能够在高剂量辐射和其他极端条件下存活。
因此，Wong说，“所有重要的信息在救灾队伍到达时就能得到。”
这种奇妙的场景催生了其他奇妙的可能性。在阅读了有关庆应义塾大学高级生物科学研究所的资料后，Slashdot网站的一名撰稿人发表了以下看法:
谈论一种从公司或国家窃取信息的有趣方式。你把它转录到一个传染性细菌或病毒的DNA中，然后用它来感染你自己。你带着鼻塞和价值一千万美元的机密走出了门。”
原子的相互作用
根据威斯康辛大学教授Franz Himpsel的说法，1959年，Richard Feynman发表了一篇名为“在底部有足够的空间”的富有远见的演讲，他在演讲中提出是否有可能将设备一直缩小到原子水平。当时，他预言，自古腾堡圣经问世以来，经过几个世纪的积累，所有印刷出来的信息，有一天都能被储存在一个只有1/200英寸宽的立方体中，而这个立方体几乎是肉眼看不到的。费曼认为，最终的存储介质将在单个原子中存储位，位之间有几个原子空间，以防止它们耦合。
2002年，费曼的原子存储器的二维版本在硅的表面上由少量的金形成，这触发了自组装轨道的形成。它看起来像CD-ROM，但是它的尺度是纳米而不是微米。因此，存储密度(基于在一个原子上存储一位数据的能力)要高出一百万倍。
Himpsel指出:“每个比特周围最少需要5×4个原子，从一个磁道到下一个磁道需要4个原子。”费曼1959年提出的将5个原子间隔开的建议是正确的。
与基于细菌的存储不同，原子存储易于访问。读取存储器包括一个简单的行扫描与扫描隧道显微镜沿自组装轨道。不需要在二维中搜索位的位置。这个信号是高度可预测的，因为所有的原子都有相同的形状，并且位于明确的晶格点上。
然而，编写数据更困难，也更耗时。尽管存储密度为每平方英寸250兆位，但数据速率非常低。当一个位的大小缩小时，在读出过程中可以从中提取的能量就会减少。因此，为了获得可接受的信噪比，需要更长的集成时间。即使是理论上的数据速率极限与最佳的读出电子器件仍然远低于硬盘今天所达到的。它是如此之慢，以至于需要大约100万年才能写出一平方厘米的数据。
这对Himpsel来说没有问题，他在这一领域的研究得到了美国国家科学基金会的资助。他的想法是“走得更远，达到自然赋予我们的存储数据密度的真正极限，”他说。“它太离谱了，不实用，也不打算实用。”
Himpsel还将硅原子存储器与DNA存储器进行了比较。在这样做的过程中，他发现DNA需要32个原子来存储1比特，这相当于硅表面每比特周围20个原子的面积。
有机的电影
亚利桑那大学的光学数据存储中心已经为分子存储工作提供了200万美元的资金。该中心的主任Dror Sarid和光学科学家Ghassan E. Jabbour正在进行开拓性的理论和实验，引领着快速、低成本和紧凑存储设备的发展。
Sarid和Jabbour认为，在不久的将来，纳米技术的有机薄膜将成为数据存储介质，使用数百万微电子臂(也称为MEMS探针)在薄膜上的分子簇中读写数据。
科学家们正在开发一个由IBM和斯坦福大学研究人员提出的想法。它将硅基微电子学与微加工技术相结合。Sarid和Jabbour已经展示了他们的MEMS探针版本，该探针使用悬臂梁在探针尖端“敲击”表面时发送电流脉冲。悬臂梁的注入电流改变了与表面接触点的电阻并写入数据。
Sarid说:“原则上，在MEMS探测器中，你可以毫不费力地让上百万个悬臂梁同时工作。”“毕竟，计算机中的奔腾处理器有数百万个晶体管，这比晶体管简单得多。Jabbour拥有制造低成本记忆体的纳米有机薄膜的专业技术。”
有关大学和其他实验室面向网络的最新研究，请访问“网络世界”有个足球雷竞技appα大支的博客。
这个故事，“数据存储在培养皿中”最初是由《计算机世界》 。