Как тебе такое, кремний?
Ученые из Университета Рочестера (США) использовали код ДНК для создания несложного компьютера, который извлекает корни идеальных квадратов вплоть до 900, сообщает сайт New Scientist. Компьютер работает, упорядочивая числа приблизительно до 1000 на цепочке, используя двоично-кодированные маркеры, при этом решения подсвечиваются с помощью флуоресценции.
Новая статья, опубликованная на сайте onlinelibrary.wiley.com объясняет, почему компьютер на основе ДНК является уникальным и мощным одновременно. Предыдущие компьютерные модели с использованием кода ДНК были в состоянии вычислить квадратные корни с помощью 4-битных двоичных чисел, говорится в отчете команды, возглавляемой исследователем Чунли Гуо. Это означает, что всего четыре цифры стоят от 0 до 1, а максимальное значение 15 представляет диапазон из 16 значений, начиная с 0. Компьютер Гуо производит 10-битные вычисления – это соответствует значению 1024 в диапазоне от 0 до 1023.
Извлечение квадратных корней из идеальных квадратов, то есть целых чисел, имеющих целочисленные квадратные корни, логически сложно, но все же такие операции можно сделать с помощью механических схем и логических элементов. По словам коллег Гуо, его компьютер способен иметь дело с квадратами до цифры 900, хотя есть еще один идеальный квадрат 961, а само значение 1024 можно назвать идеальным квадратом.
Вычисления на основе ДНК похожи на квантовые вычисления, поскольку в обоих случаях позиционирование молекул и частиц связано с механической формой вычислений. Команда Гуо также полагает, что ДНК-вычисления объединят квантовые вычисления как метод, который в конечном итоге может опередить вычисления на кремниевых процессорах.
Сегодня взаимодействие обычного человека с компьютерами кажется чрезвычайно удаленным от механики и логики, которое фактически выполняет аппаратное обеспечение. Между нашими клавиатурами и электрическими импульсами, выполняющими операции на уровне схем, существуют разные уровни программирования, которые становятся все более сложными, математическими и менее узнаваемыми в качестве языка.
При кодировании на Java или даже в HTML часто используются целые обычные слова, такие как «main» и «strong», и они переводятся в двоичные строки для выполнения. Эти цепочки становятся более сложными, но все еще выполняются как микроимпульсы электричества. Внутри этой механической схемы особую роль выполняет код ДНК. Когда импульс проходит через цепь, он встречает ворота (переключатели), подобные тем, которые перенаправляют железнодорожные пути.
ДНК является естественным форматом для выполнения бинарных вычислений, потому что естественные пары оснований образуют подразумеваемый бинарный и логический путь. ДНК, которую команда Гуо использовала в своем компьютере, состоит из двух отдельных цепей, которые связаны в процессе под названием «гибридизация», создавая совершенно новую цепочку, свободную от контекста клеток живых существ.
«Созданный компьютер может извлечь квадратный корень из 10-битного двоичного числа (в пределах десятичного целого числа 900) путем проектирования последовательностей ДНК и программирования реакций смещения цепочек ДНК», - говорится в аннотации команды. Изменяющиеся цепочки и последовательности запускают цветовые коды, которые показывают, каков ответ. Это нечто вроде возврата в прошлое, на заре становления механических компьютеров, но с самым перспективным путем развития в ближайшем будущем.
