陈建华

信息保存对人类和社会的发展非常重要。目前信息保存最久远的方式是结绳和雕刻，正因为如此，我们能一睹古代的石刻、甲骨文和金文。雕刻受限于保存信息密度低、种类少的缺点，此后演化出了简牍、帛、纸张和书籍。不过，纸张寿命不过千年，且对储备条件和储备空间要求较高。发展到信息时代，人们将资料保存在磁带、磁盘、硬盘、服务器和云端。上世纪末以来，以硅基为基础材料的硬盘成为存储介质的主流，简称为“硅基存储”，其长期保存涉及定期数据备份及持续电力与存储空间等投入，成本巨大。

从社会和自然界发展历程看，最天然和最长久的信息保存方式存在于生命之中。人类、动植物、微生物繁衍亿万年，都遵循由DNA(脱氧核糖核酸，以下“核酸”)控制的生命中心法则：DNA包含的四种碱基(ATCG)的排列组合构成基因，控制着生命体的生存、健康与繁衍。人体40万亿个细胞几乎都含有完整的基因组(约60亿个碱基)，这是每个人与生俱来、最为重要的生命信息。人们可以将基于0和1的二进制数字信号，转化成以核酸碱基ATCG为基础的四进制生命信号。通过合成相应的核酸，将信息以碳基形式完整地保存亿万年。若需读取，只需要进行核酸测序即可。这一方式，行业内称为“DNA存储”，相对于硅基硬盘可简称为“碳基存储”。

硅基存储造价低，但保存成本高且年限不长，摩尔定律边际效应减弱。碳基存储造价高，但保存成本低且年限长，开始进入摩尔定律加速期，未来应用前景可期。……