上一篇講述了光子計算機很難實現商用,那麼未來是否有一種計算機既能夠實現商用,又能在運算能力上碾壓傳統計算機呢?
答案是有的,這就是生物計算機。我們知道生物的遺傳信息是十分龐大的,但是這些極其複雜的遺傳信息卻是用簡單的若干對染色體就能夠全部存儲起來。這是因為基因遺傳信息存儲在DNA鏈裡,DNA是雙螺旋結構,上面有4種鹼基,腺嘌呤、鳥嘌呤,胞嘧啶和胸腺嘧啶,用字母寫下來就是ATGC。
ATGC在DNA鏈上的雙螺旋結構進行排列組合,構成極其複雜的信息存儲。如果我們能用生物手段控制DNA鏈的話,至少從信息存儲的角度上來說,這就是海量的。1克的DNA可以存儲20萬T的數據,也就是兩億個G的信息。以目前的硬碟存儲能力,大概要20萬個硬碟的存儲量才能抵得上1克的DNA。
另外生物系統也可以被用來計算。兩年前,有一個英國生物學家,做了一個生物系統居然可以用來做並行計算。因為生物的蛋白質之間可以有力的相互作用,因此這個生物學家做了一個生物纖維的網絡,蛋白質可以在這個網絡裡面遊走運動。不同的蛋白質可以代表不同的信號。在這個網絡裡面,運動過程其實就是一個計算的過程。這樣做下來,居然從原理上可以進行並行計算。
並行計算從原理上對於電子計算機來說是無論如何都無法做到。電子計算機運算速度再快,同時只能處理一個問題。例如,你的電腦好像可以同時開好幾個程序,其實,這只是CPU在這幾個程序裡面來回切換處理問題而已。原理上電子計算機只能一次解決一個問題。由於不能做並行計算,很多實際性問題,比如像混沌性的問題,三體問題,電子計算機從原理上是無法解決的,因為三個物體的運行函數是相互交叉,相互影響的,三個函數會同時變化。電子計算機的處理方式只能是先假設一個物體的運行函數變化,其餘兩個不變,看這一個變化如何影響其他兩個,然後其他兩個物體運行函數再反過來如何影響第一個物體。但是這樣的系統運算太固定,從原理上它不是同時進行的,真實情況應該是三個物體運行函數同時變化。電子計算機運算三體問題,最終誤差一定會越來越大,所以生物計算機如果真的並行計算,那從原理上對電子計算機絕對是碾壓的。
期待不久的將來人類可以研製出生物計算機,並且能夠普及商用,那麼至少對我們來說儲存大片是方便了很多。