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在今天举行的第二届上海创新创业青年50人论坛上，中国科学院院士、上海交通大学转化医学研究院执行院长樊春海介绍了前沿科学“半导体合成生物学”的最新发展。 半导体会和生物学有什么关系？樊春海介绍，合成生物学实际上把生命体、细胞看做一个计算机，里面有电路、存储器、CPU，细胞电路基础上通过人工设计来做创新药物、功能材料、能源替代品。“有人说合成生物学可以实现人造生命，这是一次生物学的科学思维革命，崭新的生命科学发展，2018年合成生物学三位先驱已经获得了诺贝尔奖。” 樊春海说，半导体合成生物学实际上由美国半导体联盟从2013年部署，代表了信息技术、生物技术的融合，2018年发布了半导体合成生物学路线图之后，我国相关部委感到非常重要，马上组织人员开始调研，“比美国晚了一些，但大家觉得这是一个很重要的事情，我们应该做”。 调研发现，半导体合成生物学路线图中，DNA大数据存储是半导体合成生物学的核心问题。随后，DNA大数据存储和量子计算、量子通信等前沿技术的代表，写入了国家“十四五规划”，国家表示要加快布局。 樊春海介绍，2020年，全世界数据是44个ZD，也就是440万亿个字节，到2025年将达到1750万亿字节，把这样44个ZD数据存下来，事实上包括美国谷歌、微软，包括中国阿里、百度等，把这些数据存下来使用的电可能就是整个三峡大坝发电的量，而占用的人力、物力、财力、占地都是非常大的问题，这么多数据里面90%又是极少被调用的数据，但是又必须把它存下来。这在电子存储来说是一个巨大的挑战，因为现在电子存储技术基本上只能在几十年的量级。 不仅是存储，传输也变成巨大的问题，随着采集数据的量越来越大，2019年发布黑洞数据，非常美丽的黑洞图案，它一晚上收集数据就是5个PD，要用1万块硬盘才可以把它存下来，这几乎没有办法用互联网传输，而是用飞机来运输，这已经超越了传统上对数据认识。 樊春海说，在这样的挑战下，DNA数据存储异军突起，大家觉得前景是无限的，因为DNA就是A、T、C、G这四个碱基，如果合成出来实际上就是信息编码、写入过程，用测序技术，就能把信息读取和解码出来。 但在1988年有人提出用DNA存储信息时，大家都觉得这是一个科学家的奇思妙想，看不到任何应用的场景。2015年的时候，微软首先提出要立项用DNA做信息存储，2018年他们首次实现了200兆存储。华为在2019年公布了创新2.0的路线图，提出4项改变未来的科技，其中一项就是投资DNA存储，突破数据存储的容量极限。 “1000万块硬盘的数据用50克DNA就可以存下来，随身带走，全世界44个ZB的数据200公斤DNA就可以存下来。”樊春海说，这是一个完全颠覆性的，可以满足数据爆炸情况下需求的新技术。这项技术带来超高的密度、超强的寿命、超低的能耗、超强的抗干扰能力，但现在DNA存储还存在很大的挑战，写入速度、写入成本、读取方式都有待提高，这是挑战，也是机遇。 栏目主编：张骏 文字编辑：张骏 |
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