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哈佛研究人员尝试用荧光染料混合物编码储存信息

2021-10-19 18:16 · 稿源: cnbeta

借助荧光燃料混合物,哈佛研究人员正在研究一种存储数字信息的多彩方式。其相信,这些霓虹的液体可以取代我们用来长期保存珍贵数据的磁带。举个例子,许多人都可能在家中某个角落放置了一堆音乐磁带 / VHS 录像带。尽管磁记录的保存期限较长,但它们会占用大量物理空间、带来安全隐患、消耗大量能源、且只能使用大约20年。

在周三发表的一篇文章中,研究一作、哈佛大学化学系教授 George Whitesides 详细解释了“如何在荧光分子混合物中存储和读取信息”。

他表示,将信息存储在设备上所消耗的能源,正在变得越来越高。正因如此,其带领的研究团队决定另辟蹊径,以找到实现简单信息存储、最大限度地减少维持所需的能量、且无需大量新信息的好方法。

一番权衡之后,研究团队将目光瞄向了荧光物这种相对实惠的市售材料。因为一旦你写下了信息或图片,后续几乎不用再担心能量的维持问题。

Shining Light on a New Fluorescent Data Storage Technique(via)

作为原理证明,Whitesides 团队利用他们的霓虹染料混合物,编码了迈克尔·法拉第(Michael Faraday)撰写的标志性研究论文。

研究人员选择了七种从商店购买的荧光分子,创造了代表计算机语言或比特序列的各种混合物,然后使用喷墨打印机,将混合物永久性地点印在载玻片的很小一部分上。

最终,他们将14075字节的数据(112600比特),压缩到了仅2英寸(52m㎡)左右的区域。若使用磁带存储,同等容量的信息将占据约2.34英寸(59mm)的磁带。

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荧光染料代表的二进制编码

尽管差异看似不大,但新方案还能够通过适当的复合,腾出大量的存储设施空间。作为检验,研究人员使用荧光显微镜读取了他们之前打印的信息。

事实证明,法拉第的论文被完美编码,即使读取超过1000次,数据也不会有明显的信息损失。此外由于数据永久融合在表面上,因而它将很难被破解。

3.gif

展望未来,研究人员也认为它将无需担负高昂的维护成本。Whitessides 表示,我们可用荧光染料来处理患者的医疗数据,或者记录婴儿照片等各种应用。

至于荧光编码的算法设计,则是让七种液体都包含了不同的分子。其能够发出与其颜色对应的波长,然后通过荧光显微镜快速读取。

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