Учені хочуть створити найпотужніший комп'ютер на ДНК: у чому секрет продуктивності

Китайські вчені створили інтегральну схему ДНК, а на її основі можна спроєктувати небачений за продуктивністю процесор зі 100 млрд ланцюгів, які виконуватимуть окрему програму для кожного з них. Про це пише Science Alert.

У своїй опублікованій науковій роботі вчені наочно продемонстрували, як, використовуючи тришарову матрицю з ланцюгів, на базі їхнього ДНК-чипа виходить виконувати найпростіші математичні операції. І поки платформа виконує тільки прості завдання, зате її здатність до масштабування передбачає створення саме дуже продуктивних процесорів. Як ілюстрацію дослідники побудували схему, яка вирішує квадратні рівняння, використовуючи три шари каскадних цифрових комп'ютерів, 30 логічних елементів і близько 500 ниток ДНК.

Важливо

У 180 млн разів швидше за суперкомп'ютер: коли ми досягнемо квантової переваги

Крім того, класифікація мікро-РНК, пов'язаних із захворюваннями, стане можливою завдяки інтеграції DPGA (ДНК БІС) та аналого-цифрового перетворювача. Іншими словами, пропонована платформа зможе не тільки функціонувати як звичайний комп'ютер, а й миттєво діагностувати вірусні та інші захворювання. Вирішальне питання полягає в тому, яка з цих функцій буде найбільш корисною.

Вчені провели інші дослідження для вирішення проблеми масштабування. Щоб сигнал міг пройти ланцюжками ДНК, біохімічна інформація повинна передаватися в певному напрямку і без втрат. Фрагмент ДНК або концентрація фрагментів ДНК є "сигналом", і що довший цей шлях (масштаб), то більшою є вірогідність того, що він буде загублений. Короткі фрагменти ДНК, відомі як олігонуклеотиди, які вже використовуються як носії та детектори інформації ДНК, були піддані випробуванню в якості "сигналу".

Китайські дослідники під час своїх експериментів продемонстрували, що звичайні одноланцюжкові олігонуклеотиди добре функціонують як єдина передача сигналу, даючи змогу надійно інтегрувати великомасштабні схеми з невеликими витоками та високою точністю для обчислень. На думку дослідників, вирішальним кроком на шляху до універсальних обчислень на ДНК є можливість інтегрувати масивні мережі DPGA без явного загасання сигналу.

Раніше Фокус писав, що вчені придумали, як зробити процесори ще швидшими. Для цього вони вирішили використовувати нанопроводи, що передають світло замість електричних сигналів.