El gran problema desconocido que amenaza la civilización

Dos equipos científicos han realizado dos grandes descubrimientos que nos acercan a la solución de uno de los problemas más graves que secretamente amenazan a la humanidad: la necesidad de almacenamiento de datos. Suena extraño y exagerado, pero es un enorme problema que puede tener un impacto medioambiental, económico y cultural devastador.

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Por una parte, Microsoft y la Universidad de Washington han logrado aumentar la velocidad de síntesis del ADN usado para el almacenamiento de datos a 1000 veces la velocidad de la tecnología actual. Por otra, usando otra tecnología diferente, científicos del instituto de investigación de la universidad Georgia Tech, en Atlanta, Estados Unidos, han logrado multiplicar la densidad del almacenamiento con ADN por 100.

Un problema de una magnitud inimaginable

Como apunta Microsoft en su anuncio, al ritmo de crecimiento actual de 20,4%, el volumen de datos para el año 2024 será de 9 zettabytes. Eso son nueve billones de gigabytes, un número imposible de visualizar. Para poder almacenar 9 zettabytes necesitarías 7.812.500.000 iPhones 13 de 128GB. Casi uno por cada habitante del planeta. O de otra forma: podrías almacenar todas las películas de la historia en un volumen del tamaño de un cubo de azúcar.

Y eso será en 2024. La necesidad de almacenamiento no se va a ralentizar. Todo lo contrario: el tamaño de las imágenes y vídeos contínua disparado, los sets de datos recogidos por billones de sensores continúan aumentado de forma incontrolada y la inteligencia artificial utiliza y genera una cantidad ingente de información que necesita almacenamiento.

El impacto medioambiental en materiales y energía del almacenamiento actual más denso — las cintas magnéticas — es sencillamente imposible de sostener. A esos daños atroces se le añade además un factor extremadamente preocupante: la extrema fragilidad de los medios de almacenamiento de gran densidad actual.

El cálculo más optimista estima una vida de 30 años, un plazo inviable para una sociedad que depende totalmente de la información. Un papiro egipcio o las fotos de tus bisabuelos tienen más durabilidad que el mejor medio digital actual. Tu Instagram está condenado a evaporarse en el ciberespacio, como billones de datos que quedarán perdidos para siempre, con un coste económico y cultural incalculable.

La solución es el ADN

De ahí viene esta carrera frenética hacia un nuevo medio de almacenamiento que sustituya a los actuales. Y el ADN sería óptimo si somos capaces de resolver los problemas que tiene hoy en día. Es extremadamente denso: mientras que almacenar 9 zettabytes requiere millones de cintas de datos, con la tecnología actual de almacenamiento con ADN sólo ocuparían el volumen de una nevera pequeña, dice Microsoft. También es extremadamente eficiente, necesitando una fracción insignificante del material, energía, agua y emisión de CO2 requerido por la tecnología de almacenamiento de alta densidad estándar.

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Pero el almacenamiento por ADN todavía tiene problemas, como es la velocidad de escritura de lectura y escritura. En una investigación recientemetne publicada en Nature, el equipo de Microsoft ha presentado un controlador molecular capaz de construir ADN con una densidad tres veces mayor de la actual. El sistema utiliza escritura en paralelo de las bases del ADN con procesos químicos y electromecánicos, usando una matriz de cuadrícula que convierte las señales digitales en las moléculas que forman las cadenas de ADN sintético. Con su sistema de escritura, apuntan, se podrían llegar a velocidades admisibles para su uso industrial.

Por otro lado, los científicos de Georgia Tech afirman que han logrado incrementar la densidad a 100 veces. Según el investigador senior del Georgia Tech Research Institute Nicholas Guise, “la densidad de características en nuestro nuevo chip es [aproximadamente] cien veces mayor que los dispositivos comerciales actuales [...] cuando añadamos la electrónica de control — algo que haremos durante el año que viene — esperamos obtener cien veces más densidad que la tecnología actual”. Su método también implementa la producción en paralelo de las cadenas de ADN.

Aunque los descubrimientos no están relacionados, los dos abren caminos a utilizar el ADN como un reemplazo realista al almacenamiento tradicional de gran densidad, ya se magnético u óptico. Todavía queda trabajo por delante, pero parece que avanzamos rápido en una carrera que, como muchas otras en estos momentos, es contra reloj.