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Molecular Memory Architect Simulator

Interactive atomic-scale memory technology simulator featuring phase-change materials, skyrmion racetracks, and DNA storage systems

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Qu'est-ce que c'est ?

🎯 Conseils du simulateur

📚 Glossaire

DNA Data Storage
Processus de codage d'informations numériques (données binaires) en séquences des quatre bases nucléotidiques de l'ADN (A, T, G, C) pour un archivage de données ultra-dense à long terme.
DNA Fountain
Une méthode de codage développée par Yaniv Erlich et Dina Zielinski (2017) qui se rapproche de la capacité d'information maximale théorique de l'ADN à 1,98 bits par nucléotide.
Oligonucleotide
Un court brin d'ADN synthétique, généralement long de 100 à 200 nucléotides, utilisé comme unité de base de stockage de données dans les systèmes de mémoire d'ADN.
DNA Synthesis
Le processus chimique ou enzymatique de construction de brins d’ADN à partir de nucléotides individuels ; l'opération « écriture » ​​dans le stockage des données ADN.
DNA Sequencing
Le processus de lecture de l’ordre des nucléotides dans un brin d’ADN ; l'opération de « lecture » dans le stockage de données ADN, en utilisant des technologies comme Illumina ou le séquençage des nanopores.
Error-Correcting Code
Des algorithmes mathématiques (comme Reed-Solomon ou les codes de fontaine) ajoutés aux données stockées dans l'ADN pour détecter et corriger les erreurs introduites lors de la synthèse, du stockage ou du séquençage.
Silica Encapsulation
Une méthode de conservation développée par Robert Grass à l'ETH Zurich où l'ADN est enfermé dans des billes de silice nanométriques, permettant ainsi la survie des données pendant des milliers d'années.
DNA-of-Things (DoT)
Une architecture de stockage conçue par Erlich et Grass (2019) qui intègre les données ADN dans des objets physiques, comme un lapin imprimé en 3D contenant son propre plan numérique.
Random Access
La capacité de récupérer des données spécifiques d'un système de stockage d'ADN sans lire toutes les données stockées, obtenue en utilisant des amorces PCR comme « adresses de fichiers ».
Homopolymer Run
Une séquence de bases d'ADN consécutives identiques (par exemple, AAAA) qui augmente les erreurs de synthèse et de séquençage, nécessitant des contraintes de codage.
GC Content
La proportion de bases guanine (G) et cytosine (C) dans une séquence d'ADN ; un stockage optimal nécessite un contenu GC équilibré (environ 50 %) pour la stabilité.
Information Density
La quantité de données pouvant être stockées par unité d'espace physique ; L'ADN atteint environ 10^17 octets par millimètre cube, des millions de fois plus dense que la mémoire flash.
Enzymatic Synthesis
Une nouvelle approche de synthèse d'ADN utilisant des enzymes plutôt que des produits chimiques, potentiellement plus rapide et moins chère pour les applications de stockage de données.

🏆 Personnages clés

George M. Church (2012)

Généticien de Harvard qui a démontré le premier stockage de données ADN haute capacité en codant un livre de 650 Ko en ADN synthétique, prouvant ainsi le concept à grande échelle

Yaniv Erlich (2017-2019)

Développement de DNA Fountain, atteignant une densité de stockage maximale quasi théorique de 1,98 bits/nucléotide, et co-invention de l'ADN des objets (DoT) pour intégrer des données dans des objets physiques

Dina Zielinski (2017)

Co-développement de la méthode d'encodage DNA Fountain au New York Genome Center, stockant parfaitement un système d'exploitation, un film et d'autres fichiers dans l'ADN.

Robert N. Grass (2015-2019)

Développement de l'encapsulation de la silice à l'ETH Zurich pour préserver les données ADN pendant des millénaires et co-invention de l'ADN des objets avec Erlich

Nick Goldman (2013)

A dirigé l'équipe EMBL-EBI qui a codé 739 Ko de données dans l'ADN en utilisant un schéma de codage ternaire avec redondance, publié dans Nature (2013)

Richard Feynman (1959)

A proposé pour la première fois l'idée d'utiliser des molécules pour le stockage de données dans sa célèbre conférence de 1959 « Il y a beaucoup de place en bas ».

Luis Ceze & Karin Strauss (2018)

A dirigé la collaboration Microsoft/Université de Washington sur le stockage d'ADN à accès aléatoire et les systèmes automatisés de stockage de données ADN de bout en bout

🎓 Ressources d'apprentissage

💬 Message aux apprenants

Chaque cellule vivante sur Terre utilise déjà la mémoire moléculaire : l'ADN stocke les instructions complètes pour construire et faire fonctionner un corps humain dans un espace plus petit qu'une tête d'épingle. Ce qui est remarquable dans la recherche sur la mémoire moléculaire, c'est que les scientifiques réutilisent désormais le support de stockage naturel pour notre monde numérique. Un seul gramme d’ADN pourrait remplacer un centre de données entier. Alors que nous travaillons encore à le rendre suffisamment rapide et bon marché pour un usage quotidien, une avancée fondamentale a déjà été réalisée : nous savons comment écrire, stocker et relire parfaitement des données numériques en utilisant la même molécule qui a préservé de manière fiable l'histoire de la vie pendant 3,8 milliards d'années.

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