Molekulárny počítač v kvapke vody prežije aj obdobie sucha a nepotrebuje žiadnu elektrinu

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Výskumníci premenili pomocou reťazcov DNA malú kvapku vody na unikátne biologické výpočtové zariadenie.

• Zariadenie spracováva matematické úlohy hľadaním fyzikálne najstabilnejšieho stavu.

• Výpočtový systém bez problémov fungoval aj po roku a pol v úplnom suchu len po pridaní vody.

Univerzitní výskumníci zostrojili unikátny počítač z molekúl DNA, ktorý plnohodnotne pracuje vo vnútri obyčajnej kvapky vody. Toto biologické zariadenie nahrádza klasické kremíkové čipy a na riešenie úloh využíva chemické interakcie medzi obrovským množstvom genetických reťazcov. Základom celého systému je jedno dlhé vlákno DNA, ktoré pre počítač slúži ako konštrukčná materská doska. Na tento nosič sa postupne prichytávajú menšie kompatibilné moduly DNA nesúce v sebe zakódované binárne dáta a logické inštrukcie.

Systém nikdy nevykonáva kroky po jednom, ale naraz testuje milióny možných chemických zapojení priamo v prítomnom roztoku. Molekulárny počítač využíva prirodzené samoopravné mechanizmy a prekonáva tak bežnú náchylnosť tradičnej elektroniky na hardvérové poruchy. Ak na seba narazia nepasujúce kúsky DNA, vznikne drobný energetický konflikt, vlákna stratia chemickú stabilitu a chybné reťazce sa oddelia.

Na uvoľnené miesto následne zapadne správna molekula, až kým sa štruktúra nedostane do vyváženého stavu s najnižšou vnútornou energiou. Pri hľadaní fyzikálneho ideálu dosiahol tento systém 95 % spoľahlivosť pri viacerých základných programoch na sčítavanie a delenie. Pri ostrej skúške matematickej zdatnosti dostalo zariadenie za úlohu zrátať čísla 10 a 3, čo úspešne vyriešilo za 30 sekúnd.

Hlavným praktickým prínosom biologického počítača je jeho mechanická odolnosť a energetická nenáročnosť. Na rozdiel od veľkých serverových fariem totiž systém po svojom spustení nepotrebuje zo siete žiadny dodatočný prísun elektrickej energie. Analytici dokonca otestovali rovnakú vzorku po 1,5 roku, počas ktorého bola v laboratóriu úplne suchá. Po pridaní obyčajnej čistej vody systém opäť plynule nabehol a úspešne pokračoval v zadaných výpočtoch.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Použitie molekúl DNA naznačuje inovatívny smer pre nízkoenergetické technológie a rozširuje možnosti výpočtovej techniky o biologické procesy.

Zdroj: zmescience.com foto: ChatGPT