Buzz
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Southampton đã thực hiện một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực lưu trữ dữ liệu với việc phát triển tinh thể nhớ 5D, một giải pháp lưu trữ mang tính cách mạng có khả năng tồn tại hàng tỷ năm. Phát minh này không chỉ mở ra khả năng bảo tồn dữ liệu mà còn giúp cứu các loài động thực vật đang có nguy cơ tuyệt chủng và thậm chí tái sinh nhân loại trong tương lai xa.Tinh thể nhớ 5D
Tinh thể nhớ 5D được phát triển bởi Trung tâm Nghiên cứu Quang điện tử (ORC) thuộc Đại học Southampton. Khác với các phương pháp lưu trữ dữ liệu khác dễ bị suy giảm theo thời gian, tinh thể nhớ 5D có khả năng lưu trữ đến 360 terabyte thông tin (ở kích thước tối đa) mà không mất dữ liệu trong hàng tỷ năm, ngay cả khi ở nhiệt độ cao. Tinh thể này đã được ghi nhận trong kỷ lục Guinness Thế giới (được trao vào năm 2014) là vật liệu lưu trữ dữ liệu bền nhất.Tinh thể tương đương với thạch anh nóng chảy, một trong những vật liệu có khả năng chống chịu hóa học và nhiệt tốt nhất trên Trái Đất. Nó có thể chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt như đông lạnh hoặc nhiệt độ lên đến 1000°C. Tinh thể cũng có khả năng chịu lực tác động trực tiếp lên tới 10 tấn/cm² và không bị ảnh hưởng bởi tia bức xạ vũ trụ trong thời gian dài.
Khác với các phương pháp lưu trữ truyền thống chỉ sử dụng hai chiều không gian, tinh thể 5D lưu trữ dữ liệu qua hai chiều quang học và ba chiều không gian, cho phép chứa lượng thông tin khổng lồ trong một không gian rất nhỏ. Điều này được thực hiện nhờ công nghệ laser siêu nhanh, khắc dữ liệu vào các khoảng trống nano bên trong cấu trúc silica với độ chính xác cao, với kích thước chi tiết chỉ khoảng 20 nanomet.
Khả năng tái sinh
Một trong những ứng dụng nổi bật của tinh thể 5D là khả năng lưu trữ toàn bộ bộ gen của con người, được mã hóa với độ chính xác cực cao. Bộ gen này hiện đang được lưu trữ trong kho lưu trữ Ký ức Nhân loại, một 'viên nang thời gian' đặc biệt đặt tại một hang muối ở Hallstatt, Áo. Mỗi ký tự trong khoảng 3 tỷ cặp base (base là đơn vị cơ bản của DNA) của bộ gen đã được chuỗi hóa 150 lần để đảm bảo tính chính xác, với sự hợp tác từ Helixwork Technologies.
Kho lưu trữ ký ức nhân loại tại Hallstatt, Áo
Tinh thể nhớ 5D không chỉ giúp bảo tồn thông tin di truyền của con người mà còn mở ra hy vọng cho việc tái sinh các loài sinh vật trong tương lai. Mặc dù hiện nay khoa học chưa thể tái tạo con người hay động thực vật từ thông tin di truyền, nhưng những tiến bộ gần đây trong sinh học tổng hợp, như việc tạo ra vi khuẩn tổng hợp bởi nhóm nghiên cứu của Dr. Craig Venter vào năm 2010, cho thấy khả năng này không phải là điều không thể.
Hình ảnh được khắc trên tinh thể nhớ 5D
Hình ảnh khắc trên tinh thể 5D
Khi thiết kế tinh thể, nhóm nghiên cứu đã xem xét liệu dữ liệu bên trong có thể được truy xuất bởi một trí tuệ (sinh vật hoặc máy móc) trong tương lai xa hay không. Thực tế, nó có thể được phát hiện vào một thời điểm mà không còn khung thời gian tham chiếu nào tồn tại.
'Hình ảnh được khắc trên tinh thể cung cấp cho người tìm thấy thông tin về dữ liệu được lưu trữ bên trong và cách thức sử dụng nó,' Giáo sư Kazansky chia sẻ.
Trên các mặt phẳng dữ liệu dày đặc, hình ảnh này thể hiện các yếu tố phổ quát (hydro, oxy, carbon và nitơ); bốn bazơ của phân tử DNA (adenine, cytosine, guanine và thymine) cùng cấu trúc phân tử của chúng; vị trí của chúng trong cấu trúc xoắn kép của DNA; và cách các gen được sắp xếp thành nhiễm sắc thể, từ đó có thể được chèn vào một tế bào.
Giáo sư Peter Kazansky, người dẫn dắt nhóm nghiên cứu, tin rằng tinh thể nhớ 5D có thể trở thành kho lưu trữ vĩnh cửu cho dữ liệu di truyền của các loài sinh vật. Tương tự như các tấm bảng Pioneer của NASA, hình ảnh được khắc này có thể giúp cho con người (hoặc một loài máy móc khác) trong tương lai hiểu và sử dụng dữ liệu này.
