Ученые создали первый ДНК-компьютер!
Специалисты Университета Манчестера разработали вычислительную систему на основе ДНК. Рассматривая дезоксирибонуклеиновую кислоту как язык программирования жизни, специалисты доказали, что с ее помощью можно обрабатывать массивы данных.
Суть разработки
Автор исследования Росс Кинг отмечает, что ДНК генерирует в организме множество команд. Она заставляет расти волосы или приказывает лейкоцитам атаковать инфекцию. Если ДНК способна выполнять эти действия, то ее можно использовать и для обработки других данных.
Ученый доказал, что из ДНК можно построить машину Тьюринга
Кинг создал недетерминированную универсальную машину Тьюринга. Теоретически такое устройство может реализовать решение любой задачи. Производительность устройства увеличивается экспоненциально, так что по мощности она может оставить позади квантовые компьютеры, не говоря уже о традиционных.
Кинг иллюстрирует работу устройства так. Если обычный компьютер находится на развилке двух дорог, он может выбрать только одну из них. Если выбор будет ошибочным, придется вернуться и пройти по второй дороге.
В ДНК-компьютере поиск правильного решения осуществляется быстрее, так как система идет сразу по двум дорогам. Квантовые компьютеры также могут идти по двум дорогам одновременно, но только при условии симметричности системы.
Сравнительно малые размеры ДНК обуславливают компактность ДНК-компьютеров.
Системы также будут отличаться сниженным энергопотреблением. Такую ДНК-систему ученые всего мира искали годами. Конечно, коммерческие устройства такого уровня появятся через десятилетия, но самый важный шаг к ним уже сделан.
Преимущество ДНК-компьютеров будущего над существующими системами – в том, что цепочки кислоты могут копировать себя и расти, чтобы выполнять больше вычислений. Традиционные же системы ограничены количеством вычислительных ядер.
Есть у ДНК-компьютеров преимущества и перед квантовыми компьютерами, которые только разрабатывают. Так, работа квантовых систем для сверхскоростных параллельных расчетов предполагает значительные технические сложности. У ДНК-компьютеров таких ограничений исследователи не обнаружили.