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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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これは何？

🎯 シミュレーターのヒント

📚 用語集

DNA Data Storage
長期にわたる超高密度データのアーカイブのために、デジタル情報 (バイナリ データ) を 4 つの DNA ヌクレオチド塩基 (A、T、G、C) の配列にエンコードするプロセス。
DNA Fountain
Yaniv Erlich と Dina Zielinski (2017) によって開発されたコード化手法で、ヌクレオチドあたり 1.98 ビットという DNA の理論上の最大情報容量に近づきます。
Oligonucleotide
通常 100 ～ 200 ヌクレオチドの長さの短い合成 DNA 鎖で、DNA メモリ システムのデータ ストレージの基本単位として使用されます。
DNA Synthesis
個々のヌクレオチドから DNA 鎖を構築する化学的または酵素的プロセス。 DNA データストレージへの「書き込み」操作。
DNA Sequencing
DNA 鎖内のヌクレオチドの順序を読み取るプロセス。イルミナやナノポアシーケンシングなどの技術を使用した、DNA データストレージの「読み取り」操作。
Error-Correcting Code
合成、保存、または配列決定中に導入されたエラーを検出して修正するために、DNA に保存されたデータに数学的アルゴリズム (リードソロモン コードやファウンテン コードなど) が追加されました。
Silica Encapsulation
チューリッヒ工科大学のロバート・グラス氏が開発した保存方法。DNA がナノメートルのシリカビーズ内に封入され、数千年間のデータの保存が可能になります。
DNA-of-Things (DoT)
Erlich と Grass (2019) によるストレージ アーキテクチャ。物理オブジェクトに DNA データを埋め込みます。たとえば、独自のデジタル青写真を含む 3D プリントされたウサギなどです。
Random Access
PCR プライマーを「ファイル アドレス」として使用して、保存されているすべてのデータを読み取ることなく、DNA ストレージ システムから特定のデータを取得する機能。
Homopolymer Run
同一の連続した DNA 塩基の配列 (AAAA など)。合成エラーや配列決定エラーが増加し、エンコーディングの制約が必要になります。
GC Content
DNA 配列におけるグアニン (G) 塩基とシトシン (C) 塩基の割合。最適な保管には、安定性のためにバランスのとれた GC 含有量 (約 50%) が必要です。
Information Density
物理空間の単位当たりに保存できるデータの量。 DNA は 1 立方ミリメートルあたり約 10^17 バイトを実現し、フラッシュ メモリの数百万倍の密度を実現します。
Enzymatic Synthesis
化学物質の代わりに酵素を使用する新しい DNA 合成アプローチ。データ ストレージ アプリケーションでは、より高速かつ安価になる可能性があります。

🏆 主要人物

George M. Church (2012)

ハーバード大学の遺伝学者。650 KB の本を合成 DNA にエンコードすることで、初めての大容量 DNA データ ストレージを実証し、その概念を大規模に証明した

Yaniv Erlich (2017-2019)

DNA Fountainを開発し、理論上ほぼ最大の1.98ビット/ヌクレオチドの記憶密度を達成し、物理的オブジェクトにデータを埋め込むためのDNA-of-Things (DoT)を共同発明しました。

Dina Zielinski (2017)

ニューヨークゲノムセンターで DNA Fountain エンコーディング手法を共同開発し、OS、映画、その他のファイルを DNA に完全に保存

Robert N. Grass (2015-2019)

チューリッヒ工科大学で DNA データを数千年にわたって保存するためのシリカカプセル化を開発し、Erlich と DNA-of-Things を共同発明

Nick Goldman (2013)

EMBL-EBI チームを率いて、冗長性のある 3 値エンコーディング スキームを使用して DNA 内の 739 KB のデータをエンコードし、Nature に発表 (2013)

Richard Feynman (1959)

1959 年の有名な講演「底には十分な余地がある」で、データ保存に分子を使用するというアイデアを初めて提案しました。

Luis Ceze & Karin Strauss (2018)

ランダムアクセス DNA ストレージおよび自動化されたエンドツーエンド DNA データ ストレージ システムに関するマイクロソフトとワシントン大学のコラボレーションを主導

🎓 学習リソース

💬 学習者へ

地球上のすべての生きた細胞はすでに分子記憶を使用しています。DNA はピンの頭よりも小さなスペースに人体を構築し実行するための完全な指示を保存しています。分子記憶研究で注目すべき点は、科学者たちが自然そのものの記憶媒体をデジタル世界のために再利用していることです。 1 グラムの DNA がデータセンター全体を置き換える可能性があります。私たちは、日常使用に十分な速度と低コストを実現することにまだ取り組んでいますが、根本的な進歩はすでに達成されています。つまり、38 億年間生命の物語を確実に保存してきたのと同じ分子を使用して、デジタル データを書き込み、保存し、完全に読み戻す方法を知っています。

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