[发明专利]使用分子混合物存储信息

说明书

公开了一种机器可读介质及其阅读和书写方法。该机器可读介质包括在其上具有可寻址位置阵列的基质，每个可寻址位置适应于与非聚合物分子的集合物理关联。每个集合中的分子选自可明确识别的分子的集，每个分子唯一地与数值中的预定位置相关联，其中集合中分子的存在指示相关联位置处的预定数字，且集合中所述分子的不存在指示所述相关联位置处的零。

政府支持

本发明是利用Defense Advanced Research Project Agency(DARPA)的政府支持Grant.No.W911NF-18-2-0030完成的。政府在本发明中具有某些权利。

相关申请

本申请要求2018年9月28日提交的美国临时申请号62/738,792和2019年5月10日提交的美国临时申请号62/846,367的权益。上述申请的全部教导在此引入作为参考。

背景技术

尽管信息和信息技术是无处不在的，但其高度普遍性也带来了新类型的问题。涉及信息存储(而非计算)的三个方面包括其能量使用、存储信息的长期稳定性以及抵御黑客破坏的能力。使用现有存储方法解决这些问题的难度激发了人们对通过根本不同的策略(包括将信息存储在分子中)可获得的可能性的兴趣。

从用墨水在纸上打印到非常复杂的电子、光学和磁性方法的技术被用于存储信息。其重要意义(涵盖一系列参数：成本、空间、能源使用、读写速率、存储时的退化速率、黑客攻击破坏的可能、用于读取的协议和硬件的独立性)在于这些方法的每一种都具有弱点(除其强度之外)，且仍需评估可能的替代方法。新的信息存储方法将避免现有技术的一些弱点，并可能开启新的应用。

发明内容

在示例实施方案中，本发明是一种机器可读介质，其包括在其上具有可寻址位置阵列的基质，每个可寻址位置适应于与非聚合物分子的集合物理关联。每个集合中的分子选自可明确识别的分子的集，每个分子唯一地与数值中的预定位置相关联，其中集合中分子的存在指示相关联位置处的预定数字，而集合中所述分子的不存在指示所述相关联位置处的零。本领域普通技术人员将理解，在替代实施方案中，分子的存在可指示相关联位置处的零，而分子的不存在可指示预定的非零数字。

在另一示例实施方案中，本发明是一种机器可读介质，其包括在其上具有可寻址位置阵列的基质，每个可寻址位置适应于与分子的集合物理关联。集合中的每个分子是序列无关的聚合物，并且每个集合中的分子选自可明确识别的分子的集，每个分子唯一地与数值中的预定位置相关联，其中集合中分子的存在指示所述相关联位置处的预定数字，并且集合中所述分子的不存在指示所述相关联位置处的零。本领域普通技术人员将理解，在替代实施方案中，分子的存在可指示相关联位置处的零，而分子的不存在可指示预定的非零数字。

在另一示例实施方案中，本发明是一种将数据写入机器可读介质的方法。该方法包括接收包含多个比特的二进制值，每个比特具有一个位置；接收多个比特位置和可明确识别的分子的集之间的一一关联；确定对应于二进制值的分子集合，其中确定该集合包括：在集合中包括与其中比特的值为1的每个位置相关联的分子；并且省略与其中比特的值为0的每个位置相关联的分子；将集合的分子在机器可读介质的基质上的可寻址位置处与机器可读介质的基质连接。本领域普通技术人员将理解，在替代实施方案中，如果比特值为1，则分子可被省略，和如果比特值为0，则分子可被包括。

在另一示例实施方案中，本发明是一种从机器可读介质读取数据的方法。该方法包括接收多个比特位置中的每一个与可明确识别的分子的集之间的一一关联；确定在机器可读介质的基质上的可寻址位置处与机器可读介质的基质物理关联的分子的集合；从分子集合中确定二进制值，其中确定二进制值包括：将二进制值中其相关联分子存在于集合中的位置处的比特设置为1，和将二进制值中其相关联分子不存在于集合中的位置处的比特设置为0。本领域普通技术人员将理解，在替代实施方案中，如果分子不存在，则该比特被设置为1，和如果分子存在，则该比特被设置为0。