清華大學(xué)機(jī)械系熊卓課題組近期宣布了一項(xiàng)革命性的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)突破，他們成功研發(fā)出名為“細(xì)菌彩珠硬盤”的新型存儲介質(zhì)。這一創(chuàng)新技術(shù)不僅理論上能夠達(dá)到每秒196.72兆字節(jié)的檢索速度，更令人驚嘆的是，僅需一個家庭冰箱大小的空間（約1.5立方米），就能存儲高達(dá)260700PB的信息量。
細(xì)菌彩珠硬盤的核心在于工程化活體存儲微球（ELMM）技術(shù)的運(yùn)用，它巧妙地繞過了DNA存儲技術(shù)的現(xiàn)有局限。相比傳統(tǒng)方法，ELMM兼具高密度存儲、長壽命、低能耗以及高安全性等多重優(yōu)勢，為大數(shù)據(jù)時代的存儲需求提供了全新的解決方案。
該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程相當(dāng)復(fù)雜而精妙。研究團(tuán)隊(duì)首先將編碼后的DNA信息嵌入帶有熒光標(biāo)記的質(zhì)粒中，隨后將這些質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌內(nèi)部。接著，利用微流控技術(shù)，將含有信息的細(xì)菌封裝進(jìn)一個個水凝膠微球，從而形成了獨(dú)特的“細(xì)菌彩珠硬盤”。這些微球上的彩色熒光標(biāo)記如同一套高效的數(shù)據(jù)分類系統(tǒng)，不同顏色的熒光對應(yīng)不同的數(shù)據(jù)類別，極大地提升了數(shù)據(jù)檢索的效率。
為了進(jìn)一步說明這一技術(shù)的先進(jìn)性，研究團(tuán)隊(duì)對比了傳統(tǒng)DNA存儲系統(tǒng)與細(xì)菌彩珠硬盤的工作流程。傳統(tǒng)系統(tǒng)往往面臨數(shù)據(jù)檢索效率低、存儲成本高以及數(shù)據(jù)穩(wěn)定性不足等問題，而細(xì)菌彩珠硬盤則在這些方面實(shí)現(xiàn)了顯著提升。特別是在數(shù)據(jù)檢索速度上，借助熒光輔助分選（FAS）技術(shù)，即便是在數(shù)據(jù)拷貝量極少的情況下，也能迅速定位并檢索所需信息。
細(xì)菌彩珠硬盤在室溫下就能保持長期穩(wěn)定性。即便經(jīng)歷多次凍干和復(fù)水循環(huán)，其存儲功能依然不受影響。這意味著，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有極高的可靠性和耐用性。
這項(xiàng)研究的成功，標(biāo)志著數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的一次重大飛躍。在理論上，利用細(xì)菌彩珠硬盤技術(shù)，一個普通家庭冰箱大小的空間就能存儲相當(dāng)于266956800TB或273363763200GB的海量數(shù)據(jù)。這對于未來大數(shù)據(jù)處理、云計(jì)算以及人工智能等領(lǐng)域的發(fā)展，無疑將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
