由DNA制成的液體計算機包含數(shù)十億個電路

對于億萬年，脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸）已成為一種生活指導(dǎo)手冊，不僅為各種化學(xué)結(jié)構(gòu)提供了模板，而且還提供了管理其生產(chǎn)的手段。

近年來，工程師們已經(jīng)探索了分子獨特能力的微妙新作用，如生物計算機的基礎(chǔ).然而，盡管逝去30年自第一個原型以來，大多數(shù)DNA計算機一直在努力處理一些量身定制的算法。

來自中國的一個團隊研究人員現(xiàn)在已經(jīng)提出了一種更通用的DNA集成電路（DIC）。他們的液體計算機的門可以形成驚人的1000億個電路，顯示出它的多功能性，每個電路都能夠運行自己的程序。

DNA計算有可能創(chuàng)造出在以下方面提供重大飛躍的機器速度和能力，并且 – 與量子計算– 可以采取多種方法。在這里，科學(xué)家們希望建造比以前的努力更具適應(yīng)性的東西，具有更廣泛的潛在用途。

“可編程性和可擴展性構(gòu)成了實現(xiàn)通用計算的兩個關(guān)鍵因素，”研究人員說。寫在他們發(fā)表的論文中。

“可編程性使設(shè)備的規(guī)范能夠執(zhí)行各種算法，而可擴展性允許通過向系統(tǒng)添加資源來處理越來越多的工作。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，該團隊專注于他們所謂的基于DNA的可編程。門陣列或DPGA：將DNA的短片段固定在一起以創(chuàng)建更大的結(jié)構(gòu)，然后可以構(gòu)建到各種組合的集成電路中。

這些DPGA是通過將DNA鏈與試管中的緩沖液混合而成的，依靠化學(xué)反應(yīng)來制造附件，以及構(gòu)建研究人員所瞄準(zhǔn)的DIC所需的組合。

還需要一些詳細的建模，以便弄清楚如何管理輸入和輸出信號，并執(zhí)行邏輯函數(shù)，就像標(biāo)準(zhǔn)計算機一樣。對于單個DPGA來說太大的較大電路被分解成用于構(gòu)建的組件。

通過他們的實驗過程，科學(xué)家們能夠創(chuàng)建用于求解的電路二次方程和平方根，例如。研究人員說，進一步，這些系統(tǒng)可以用于疾病診斷等目的。

更重要的是，實驗系統(tǒng)幾乎沒有顯示出信號衰減，或信號在傳播過程中逐漸失去強度。這是能夠構(gòu)建可擴展和適應(yīng)的DNA計算機的另一個關(guān)鍵部分。

我們距離實現(xiàn)DNA計算的全部潛力還有很長的路要走，但在過去幾年中，科學(xué)家們已經(jīng)做出了向前邁出的重要一步在修改這種生物形式的存儲以將其用于常規(guī)計算任務(wù)時。

“在沒有明顯信號衰減的情況下集成大規(guī)模DPGA網(wǎng)絡(luò)的能力標(biāo)志著向通用DNA計算邁出的關(guān)鍵一步，”寫研究人員。

該研究已發(fā)表在自然界.

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