Ученые хотят создать самый мощный компьютер на ДНК: в чем секрет производительности

Китайские ученые создали интегральную схему ДНК, а на ее основе можно спроектировать невиданный по производительности процессор с 100 млрд цепей, которые будут выполнять отдельную программу для каждой из них. Об этом пишет Science Alert.

В своей опубликованной научной работе ученые наглядно продемонстрировали, как используя трехслойную матрицу из цепей на базе их ДНК-чипа получается выполнять простейшие математические операции. И пока платформа выполняет только простые задачи, зато ее способность к масштабированию предполагает создание именно очень производительных процессоров. В качестве иллюстрации исследователи построили схему, которая решает квадратные уравнения, используя три слоя каскадных цифровых компьютеров, 30 логических элементов и около 500 нитей ДНК.

Важно

В 180 млн раз быстрее суперкомпьютера: когда мы достигнем квантового превосходства

Кроме того, классификация микро-РНК, связанных с заболеваниями, станет возможной благодаря интеграции DPGA (ДНК БИС) и аналого-цифрового преобразователя. Другими словами, предлагаемая платформа сможет не только функционировать как обычный компьютер, но и мгновенно диагностировать вирусные и другие заболевания. Решающий вопрос заключается в том, какая из этих функций будет наиболее полезной.

Ученые провели другие исследования для решения проблемы масштабирования. Чтобы сигнал мог пройти по цепочкам ДНК, биохимическая информация должна передаваться в определенном направлении и без потерь. Фрагмент ДНК или концентрация фрагментов ДНК является "сигналом", и чем длиннее этот путь (масштаб), тем больше вероятность того, что он будет утерян. Короткие фрагменты ДНК, известные как олигонуклеотиды, которые уже используются в качестве носителей и детекторов информации ДНК, были подвергнуты испытанию в качестве "сигнала".

Китайские исследователи в ходе своих экспериментов продемонстрировали, что обычные одноцепочечные олигонуклеотиды хорошо функционируют в качестве единой передачи сигнала, позволяя надежно интегрировать крупномасштабные схемы с небольшими утечками и высокой точностью для вычислений. По мнению исследователей, решающим шагом на пути к универсальным вычислениям на ДНК является возможность интегрировать массивные сети DPGA без явного затухания сигнала.

Ранее Фокус писал, что ученые придумали, как сделать процессоры еще быстрее. Для этого они решили использовать нанопровода, передающие свет вместо электрических сигналов.