世界上第一臺可重新編程的DNA計算機就在這裡

2021-01-15 無科不技

這一非凡的突破可以改寫生物計算的規則。

生物計算機也稱仿生計算機,主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子,並以此作為生物晶片來替代半導體矽片,利用有機化合物存儲數據。

信息以波的形式傳播,當波沿著蛋白質分子鏈傳播時,會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化。

運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍,它具有很強的抗電磁幹擾能力,並能徹底消除電路間的幹擾。而能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一,且具有巨大的存儲能力。

生物計算機具有生物體的一些特點,如能發揮生物本身的調節機能,自動修復晶片上發生的故障,還能模仿人腦的機制等。

但生物計算機的一個明顯的限制是任何編程到DNA中的代碼都不能被重寫。加州大學戴維斯分校(UCDavis)的計算機科學家大衛多蒂(DavidDoty)告訴《連線》(Wired)說,使用DNA計算機「就像必須用新硬體建造一臺新計算機來運行一個新軟體。」

現在,Doty和他的團隊已經製造了第一臺基於DNA的計算機,它可以像其他任何計算機一樣被編寫和重寫,這是一個潛在的革命性的飛躍,可能會導致下一代生物計算變革。

在星期三發表在《自然》雜誌上的研究中,加州大學戴維斯分校、加州理工學院和哈佛大學的Doty和其他科學家描述了一種基於DNA的計算機,它有355種不同的DNA「瓷磚」,可以與傳統計算機中的電路進行比較。

與只能運行一個程序的現有DNA電路相比,研究小組設法使他們的計算機運行21個不同的程序,這些程序可以做一些簡單的事情,如計數、從列表中選擇選項以及識別回文。

這一切都是早期的工作——Wired將這項研究描述為產生「美麗的,儘管無用的結果」——但它可以為新一代靈活的,可編程的生物計算機奠定基礎。

傳統計算機仍然比基於DNA的系統具有主要優勢,部分原因在於它們擁有多少先機。你的筆記本電腦背後有幾十年的發展,因此編寫新程序的人們也不需要學習材料科學,電路以及導致第一臺計算機的所有其他各種學科。

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