Французская компания Biomemory выпускает устройство хранения данных размером с кредитную карточку, которое использует ДНК для кодирования килобайта текстовых данных.

Вы наверняка храните резервные копии важных личных файлов, фотографий и видео на флешке или внешнем жестком диске. В недалеком будущем вы сможете хранить эти данные в ДНК.

Французская компания Biomemory хочет сделать хранение персональных данных на основе ДНК общедоступным. Сегодня компания объявила о выпуске карт размером с бумажник, которые хранят по одному килобайту текстовых данных - эквивалент короткого электронного письма - используя ДНК в качестве носителя информации. Цена в 1000 долларов за две одинаковые карты не совсем сопоставима с ценой карты памяти. По крайней мере, пока.

Эрфан Арвани, генеральный директор компании Biomemory, рассматривает предложение своей фирмы как своего рода эксперимент. "Мы хотели продемонстрировать, что наш процесс готов к показу миру", - говорит он.

В то время как скорость создания данных во всем мире скоро превысит объем доступного пространства для хранения, исследователи изучают идею сохранения информации в нитях ДНК. Такие компании, как Microsoft, разрабатывают возможности хранения информации в ДНК, а другие группы успешно кодируют песни, видео, телепередачи и даже вредоносные программы в генетическом материале.

Одним из главных преимуществ ДНК является то, что она является гораздо более плотным носителем информации, чем современная электроника. По оценкам Института Уисса при Гарварде, один грамм ДНК может вместить около 36 миллионов копий фильма "Мстители: Эндшпиль". Кроме того, она стабильна во времени и требует меньше энергии, чем твердотельные и жесткие диски, используемые в современных центрах обработки данных. После того как информация закодирована в ДНК, она не требует затрат энергии до тех пор, пока ее не извлекут с помощью секвенатора ДНК.

Биопамять обещает минимальный срок службы в 150 лет - гораздо дольше, чем нынешние методы хранения цифровых данных. Жесткие диски служат около пяти лет, а флэш-накопители - около 10 лет.

"Вычисления всегда основывались на электронике", - говорит Арвани. "Это хорошо, потому что это очень быстро. Вы можете получить доступ к данным за наносекунды. Однако электроника очень хрупка и очень сложна в обслуживании".

Основанная в 2021 году компания Biomemory ставит перед собой более масштабную цель - разработать устройства хранения данных на основе ДНК, которые можно было бы использовать вместо жестких дисков в центрах обработки данных. Современные центры обработки данных - это огромные здания размером со складские помещения, заполненные рядами серверных стоек. Каждое отправленное электронное письмо, просмотренный фильм, общий доступ к TikTok или обмен биткоинов заставляет эти серверы работать, на долю которых приходится около 1,5 процента мирового потребления электроэнергии.

ДНК - это оригинальная система хранения данных, созданная природой. Молекула состоит из химических оснований - аденина, цитозина, гуанина и тимина, сокращенно А, С, G и T, которые соединяются в двойную спираль. Порядок расположения этих оснований определяет генетический план каждого живого организма.

Для хранения данных в ДНК файл преобразуется из двоичного кода, состоящего из 0 и 1, в последовательность А, Ц, Г и Т. На сайте Biomemory пользователь может ввести текстовое сообщение, которое он хочет сохранить, в интерфейс, похожий на Google Translate, который преобразует его в код ДНК. Затем Biomemory создает на основе этого кода нить ДНК, химически синтезируя ее основание за основанием, чтобы она соответствовала желаемой последовательности. По словам Эрвани, в настоящее время процесс изготовления одного килобайта данных занимает около восьми часов.

ДНК синтезируется в растворе, поэтому следующим этапом является ее сушка для увеличения срока хранения. Вдохновившись кредитными картами, оснащенными микрочипом, которые были впервые применены во Франции в 1980-х годах, ученые из Biomemory разработали серебряное устройство, похожее на кредитную карту, с круглым чипом, в котором хранится высушенная ДНК. Чтобы сохранить ДНК, карта запечатывается, чтобы предотвратить попадание кислорода.

Арвани говорит, что клиенты получат две одинаковые карты - одну для хранения, а другую для тестирования процесса извлечения данных. Чтобы получить свое сообщение, клиенты отправят по почте одну из карт, которую вскроют, а высушенную ДНК регидратируют и прочитают на машине для секвенирования. Последовательность, состоящая из As, Cs, Gs и Ts, затем отправляется по электронной почте клиенту, который может подключить ее к веб-сайту Biomemory, чтобы перевести ее обратно в текстовое сообщение.

Арвани видит потенциал ДНК в качестве варианта долгосрочного хранения для людей, которые хотят иметь безопасный и надежный способ хранения данных, имеющих сентиментальную ценность. Николас Гиз, главный научный сотрудник лаборатории кибербезопасности, защиты информации и оценки аппаратных средств (CIPHER) при Научно-исследовательском институте Джорджии, говорит, что он может увидеть, как клиенты используют карты для хранения информации, которая не будет меняться в течение длительного времени, например, важных паролей, местонахождения ключа от депозита, любимого семейного рецепта или послания ребенку или внуку.

"Это должно быть что-то, что вам очень важно иметь навсегда, но вы не будете часто это извлекать", - говорит Гиз. "На уровне килобайта многого не сделаешь, но при чуть большем масштабе можно начать хранить семейные фотографии и домашнее видео".

Но, по его словам, хранение ДНК может быть наиболее привлекательным для компаний и правительств, которым необходимо хранить огромные архивы. "Большое преимущество использования ДНК для хранения данных - это ее компактность. Это имеет большее значение, если вы храните большой объем данных", - говорит Гиз.

Марк Бате, профессор биологической инженерии Массачусетского технологического института, который изучает хранение данных в ДНК, говорит, что карты Biomemory будут тестировать воду интереса потребителей к такого рода продуктам. Он считает, что у компании найдутся покупатели, даже несмотря на высокую начальную цену. "Существует множество теорий о том, является ли хранение данных ДНК ценным и полезным", - говорит Бате. "Но пока у вас не будет такого продукта и пока люди не решат, хотят ли они его купить в условиях свободного рынка, вы не сможете провести такой эксперимент".

Он считает, что если люди заинтересуются, то стоимость будет снижаться по мере удешевления записи ДНК. "Спрос затем подтолкнет инвестиции в снижение затрат и увеличение масштаба. Это типичная дуга, которую проходит любая технология", - говорит Бате.

Арвани говорит, что цена на карты высока отчасти потому, что синтез ДНК все еще медленный и дорогой. Компания, пока еще стартап, также пытается контролировать спрос и одновременно выполнять заказы. Biomemory открывает прием заказов в декабре этого года и планирует отправить первые карты в начале января.