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Nous n’appelons pas notre époque l’ère de l’information pour rien – de nos jours, nous pouvons accéder à l’intégralité du savoir de l’humanité à partir de petits ordinateurs dans nos poches. Mais toutes ces données doivent être stockées quelque part, et d’énormes serveurs prennent beaucoup d’espace physique et nécessitent une énorme quantité d’énergie.

Stocker des données dans des molécules organiques

Des chercheurs de Harvard ont mis au point un nouveau système de lecture et d’écriture d’informations contenant des molécules organiques, qui pourraient rester stable et sécurisé pendant des milliers d’années.
L’ADN est le support de choix pour le stockage d’informations dans le monde naturel, pour une bonne raison: il peut stocker d’énormes quantités de données dans un espace réduit et est extrêmement stable, survivant pendant des millénaires dans les bonnes conditions. Des études récentes ont exploré cette possibilité, en plaçant des données dans des ADN. Mais les ADN ont leurs propres obstacles; ils sont relativement grands, et leur lecture et écriture peuvent être un processus fastidieux et prendre beaucoup de temps.
« Nous avons entrepris d’explorer une stratégie qui ne vient pas directement de la biologie », explique Brian Cafferty, premier auteur de la nouvelle étude. « Au lieu de cela, nous nous sommes basés sur des techniques communes en chimie organique et analytique et avons développé une approche qui utilise des petites molécules de faible poids moléculaire pour coder les informations. »

Ils utilisent des oligopeptides

Au lieu de l’ADN, les chercheurs ont utilisé des oligopeptides; de petites molécules composées d’un nombre variable d’acides aminés. Le procédé consiste en une microplaque métallique contenant 384 puits minuscules. Différentes combinaisons d’oligopeptides sont placées dans chaque puits pour représenter un octet d’informations. Cela donne un système binaire, comme dans les ordinateurs.
Si un oligopeptide particulier est présent, il se lit comme un 1 et s’il est absent, il s’agit d’un 0. En utilisant cela, le code dans chaque puits peut représenter une seule lettre ou un pixel d’une image. La clé permettant de reconnaître les oligopeptides présents et non présents est leur masse, qui peut être lue à l’aide d’un spectromètre de masse. Ainsi que les informations peuvent être récupérées et lues.
Lors de leurs tests, les chercheurs ont réussi à stocker et relire 400 kB de données, y compris une transcription écrite d’une conférence, une photo et une peinture. Selon l’équipe, la vitesse d’écriture moyenne est de huit bits par seconde et la lecture prend 20 bits par seconde, avec une précision de 99,9%.

Les oligopeptides peuvent être stables pendant des milliers d’années

L’équipe affirme que ce nouveau système présente plusieurs avantages. Les oligopeptides peuvent être stables pendant des milliers d’années, ce qui les rendrait idéaux pour le stockage de données archivistiques à long terme. Ils peuvent également stocker davantage de données dans un espace physique plus petit, potentiellement même plus petit que celui de l’ADN. L’équipe a déclaré que tout le contenu de la bibliothèque publique de New York, par exemple, pourrait être stocké dans une cuillerée à thé de protéines.
Ce système peut également fonctionner avec une large gamme de molécules. Il peut aussi écrire plus vite que l’ADN, bien que les chercheurs admettent qu’il peut être un peu lent à lire; cette technologie pourrait éventuellement être améliorée dans le futur, comme l’utilisation d’imprimantes à jet d’encre pour écrire des données et de meilleurs spectromètres de masse pour les lire.

Utiliser d’autres molécules pour réduire les coûts

L’équipe pourrait également améliorer la stabilité, le prix et la capacité de leur stockage moléculaire avec différentes classes de molécules. Leurs oligopeptides sont fabriqués sur mesure et sont donc plus chers. Mais les futurs constructeurs de bibliothèques pourraient acheter des molécules peu coûteuses (telles que des alcanéthiols) qui ne coûteraient qu’un centime pour enregistrer 100 000 000 de bits d’information.
Cette recherche a été publiée dans ACS Central Science.
Source : Harvard University
Crédit photo : Pixabay

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