Новый ДНК-компьютер может делать впечатляющие вычисления квадратного корня
Исследователи из Университета Рочестера в Нью-Йорке разработали компьютер на основе ДНК , способный выполнять вычисления чисел с квадратным корнем вплоть до 900 . Это впечатляющая демонстрация нового типа компьютера, который, помимо классного звучания и научной фантастики, действительно может сделать что-то полезное. Вы знаете, как настоящие вычисления.
Несмотря на то, что эта работа все еще находится на ранней стадии, она намекает на возможность в один прекрасный день использовать компьютеры на основе ДНК для выполнения вычислений, которые слишком сложны для современных компьютеров на основе кремния.
ДНК-компьютер — это подход к вычислительной технике, в котором используются аппаратные средства ДНК, биохимии и молекулярной биологии, а не традиционные компьютерные технологии на основе кремния. Компьютер ДНК, используемый в этом проекте, использует процесс, называемый гибридизацией. Это происходит, когда две нити ДНК соединяются, образуя двухцепочечную ДНК.
«Перспектива программирования молекулярных вычислительных систем для реализации сложных автономных задач позволила разработать синтетические биохимические логические схемы», — пишут исследователи в своем реферате для статьи, описывающей работу. «Одним из способов реализации цифровых и аналоговых интегральных схем является использование нековалентных реакций гибридизации и вытеснения нитей в бесклеточных и неферментативных системах нуклеиновых кислот. На сегодняшний день экспериментально продемонстрированы схемы на основе ДНК, включающие десятки логических элементов, способных реализовывать основные и сложные логические функции. Однако большинство этих схем по-прежнему не способны выполнять сложные математические операции, такие как логические операции с квадратным корнем, которые могут выполняться только с 4-разрядными двоичными числами ».
Чтобы выполнить расчет квадратного корня, команда Университета Рочестера закодировала число в ДНК с помощью комбинации из 10 строительных блоков. Каждая из этих комбинаций представляла собой число до 900. Они были прикреплены к флуоресцентному маркеру. Затем команда смогла изменить флуоресцентный сигнал, чтобы он соответствовал квадратному корню из исходного числа. Это можно выяснить, посмотрев на цвет.
«Да, мы работаем над внедрением более сложных расчетов [в будущем]», — сказал в интервью Digital Trends профессор Чунлей Го , один из ключевых исследователей проекта. «Ключевым преимуществом компьютеров ДНК является их превосходный параллелизм, который может решать чрезвычайно сложные проблемы. При постоянном развитии [компьютеры ДНК] могут однажды вытеснить обычные компьютеры в чрезвычайно сложных вычислениях ».