Ни для кого не секрет, что компьютеры могут легко побеждать людей в игре в шахматы. И теперь, словно для того, чтобы еще больше высмеять человеческие способности, ученые сообщают, что создали ДНК-компьютер, который может играть в настольные игры, включая судоку и другие.
Устройство может решать задачи в шахматы и судоку только на базовом уровне, но эти возможности, подробно описанные в исследовании, опубликованном в журнале Nature Nanotechnology, знаменуют существенный скачок в направлении создания мощных – и практичных – ДНК-вычислительных систем.
По словам ученых, часть секрета заключалась в использовании синтетического целлюлозного материала для увеличения количества хранимых нитей ДНК, что также делает файлы, которые они кодируют, более стабильными. И эти цепочки могут хранить очень много: около 1000 терабайт на кубический сантиметр, согласно New Scientist.
«Мы обнаружили, что это соединение ДНК с синтетическим материалом дает вам целый ряд новых практических возможностей, которые раньше были невозможны», – рассказал журналу один из соавторов исследования, адъюнкт-профессор химической и биомолекулярной инженерии в Университете штата Северная Каролина.
Как объясняют ученые, компьютерные системы должны быть способны хранить, считывать, записывать и стирать данные, а также выполнять другие функции.
До сих пор ДНК-системы не могли выполнять все это одновременно. Хотя они замечательно подходят для хранения – эта система способна хранить файлы в течение 6000 лет при температуре 39 градусов по Фаренгейту, – их фатальный недостаток заключается в том, что когда вы хотите, чтобы они действительно вычисляли данные, они уничтожают файлы, к которым обращаются в процессе.
Решение ученых, согласно New Scientist, заключалось в использовании фермента для транскрипции ДНК в РНК, который, по сути, создает вторую копию данных, которую можно использовать, оставляя оригинал нетронутым.
На данный момент ученые продемонстрировали, что их ДНК-компьютер может решать упрощенные версии шахматных задач и судоку на сетке 3х3. Согласно New Scientist, это работает путем загрузки всех возможных конфигураций доски в цепочки ДНК, из которых фермент сокращает количество полученных копий РНК до решений, разрешенных правилами каждой игры.
Работа также продемонстрировала, что ДНК-компьютер может хранить три изображения в формате JPEG, к которым неоднократно обращались, чтобы доказать их стабильность.
По словам ученым, масштабированные версии систем ДНК в конечном итоге могут быть дешевле и эффективнее, чем компьютеры, используемые для обучения моделей искусственного интеллекта.
***