远航

2017-03-24 | 前沿

DARPA探索使用编码分子存储和处理大数据的化学新“计算”概念方法

【据美国DARPA网站2017年3月23日报道】随着全球数字数据复杂性和容量的提升,对处理和存储数据的更强大和更紧凑手段的需求也越来越高。为应对这一挑战,DARPA已经公开启动了其“分子信息学计划”。该计划的目的是寻求数据存储、检索和处理的新范例。分子信息学不是依赖于基于冯·诺依曼(Von Neumann)架构的计算机二进制数字逻辑,而是旨在研究和利用分子的各种结构特征和性质来编码和操纵数据。DARPA国防科学办公室项目经理安妮·费歇尔(Anne Fischer)称,化学为快速可扩展的信息存储和处理提供了丰富的可用属性,在存在的数百万个分子中,每个分子都具有独特的三维原子结构以及可变的形状、大小甚至颜色。这种丰富的属性为探索超出当前“0”和“1”的二进制数字结构的新的、多值的数据编码和处理方式提供了广泛的设计空间。

费歇尔表示,基于DNA序列的分子存储概念近年来已有所发展,并向人们展示了以占用极小物理空间的格式归档数字数据的希望。但是,如果不首先将基于分子的数据解码成电子数字格式以便现有的信息系统使用,那么DNA存储则不能实现对DNA编码数据选定部分的快速检索和处理。“分子信息学计划”提出的主要技术挑战是,通过全新的非二进制信息结构将密集存储概念与分子编码信息的处理相结合。该计划的目的是在数百万分子的更广泛的设计和编码空间中探索比DNA的四个构建分子(As,Ts,Cs和Gs)所提供的更多的机会。

为了实现这一目标,该计划将需要一个由来自化学、计算机和信息科学、数学、化学与电气工程领域人员组成的多元化协作研究团队。这些综合团队需要解决这些基本问题:数据如何以分子结构编码?分子结构能执行什么类型的数据操作?在分子环境中的“计算”意味着什么?也就是说,通过解决挑战我们当前能力的数学和计算问题,“分子信息学”计划旨在发现和定义在信息存储和处理中使用分子的机会。

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原文链接:美国DARPA网站
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