ДНК-комп'ютер йде на зміну своєму кремниевому побратиму?

"Людські істоти в загальних рисах нагадують комп'ютер", - заявив Жіан-Жун Шу, професор зі школи авіаційного та механічного машинобудування Наньянського технологічного університету в Сінгапурі. "Наші тіла виробляють обчислювальну роботу, тому ДНК можуть бути задіяні для виконання обчислювальних операцій. У деяких областях, ДНК-комп'ютери можуть замінити своїх кремнієвих побратимів, адже вони мають безліч переваг ".

Шу працює разом зі своїми студентами, Кі-Уен Вангом і Кіан-Ян Йонгом, над розробкою методів маніпуляції ланцюжками ДНК, які дозволять ефективно вирішувати певні типи проблем. Їх робота була опублікована в журналі Physical Review Letters.

Человеческое тіло здатне виробляти обчислення набагато швидше, ніж найшвидші кремнієві комп'ютери. Більше того, Шу зазначив, що кремній може викликати негативні екологічні наслідки. "Також існує проблема нагрівання. ДНК-комп'ютери можуть бути швидше, екологічніше, а також дозволять вирішити деякі інші проблеми кремнію ".

"Навіть з урахуванням сучасного розвитку кремнієвих технологій, існують деякі проблеми, на вирішення яких, навіть найшвидшим сучасним комп'ютерам, потрібні місяці ", - сказав Шу. У випадку з ДНК-комп'ютером, масивні паралельні обчислення, комбінаторні проблеми та розробка штучного інтелекту, можуть бути дозволені з високим рівнем еффектівності.

"Кремнієві комп'ютери засновані на бінарній системі", - пояснив Шу. "ДНК-комп'ютери дозволяють оперувати не тільки нулями і одиницями. ДНК складається з A, G, C, T підстав, що дає більш широкий простір. ДНК-обчислення можуть впоратися навіть з розмитою інформацією, виходячи за межі цифрової інформації ".

Шу разом зі студентами, виробляв маніпуляції з ДНК в пробірці на рівні окремих ланцюжків. Вони виявили, що можуть об'єднувати ланцюжка в єдине ціле, а також роз'єднувати їх і проводити інші види операцій, які дозволяють "програмувати" ДНК на певний вид обчислень. Молекули ДНК можуть використовуватися для збереження інформації та її обробки.

"Ми можемо об'єднувати ланцюжка, створюючи операцію складання, а також ділити, роблячи ДНК менше за допомогою денатурації", - сказав Шу. "Ми розраховуємо на розробку більш складних операцій".

Шу зауважує, що ДНК-комп'ютери все ще знаходяться на зорі свого розвитку. "Все ще зберігається необхідність людських маніпуляцій і їх відсоток досить високий. Ми прагнемо домогтися того, щоб звести до мінімуму людське втручання. У кремнієвих комп'ютерах, всю роботу виконує центральний процесор. Необхідно домогтися того, щоб досить було віддати команду, а ДНК робив все інше. Ціна теж все ще кусається. "ДНК коштує дуже дорого і поки не окупається".

Еще одним каменем спотикання є дисплей. Труднощі представляє висновок результатів ДНК-обчислень, оскільки доводиться використовувати електроніку. "Необхідно знайти сполучна ланка між повільною електронної швидкістю, і швидкістю ДНК - щось на зразок оптичної швидкості".

Несмотря на все це, Шу дивиться на майбутнє цієї галузі науки з оптимізмом. "Ми добилися прогресу і плануємо продовжувати в тому ж дусі. ДНК - це майбутнє комп'ютерів ".

Орігінал (на англ. Мовою): Physorg

• Частое использование ChatGPT связано с одиночеством и эмоциональной зависимостью
• Стартап по натрий-железным батареям готов бросить вызов литий-ионным батареям для долгосрочного хранения энергии
• ABB разрабатывает высокоманевренный и высокоэффективный морской винт
• Изменения симметрии в крошечных кристаллах под воздействием света позволяют исследователям создавать материалы с заданными свойствами
• Солнечная пленка, которую можно наклеить где угодно для генерации энергии
• Двойно магичное ядро свинца-208 удивляет неожиданными свойствами формы
• Как мозг строит сложные карты для навигации и запоминания мира
• Пластиковый лед