
最強大的計算機是大腦,現在科學家設計了一台機器,只是模仿大腦工作方式的幾個分子。
到目前為止,設備可以同時進行16倍的操作,而不是普通的計算機晶體管。研究人員認為,該發明最終可能證明能夠比晶體管執行大約1000倍的操作。
科學家補充說,這台機器不僅可以作為功能強大的計算機的基礎,而且還可以充當複雜小工具的控制元素,例如微觀醫生或工廠。
該設備由稱為紫真酮的化合物製成。研究人員Anirban Bandyopadhyay解釋說,該分子類似於帶有四個錐體的六角形板,該板是“像小型汽車”。
胡桃酮小於納米分子,或十億分之一的大。這使得它比可見光波長小數百倍。
該機器由17個多喹酮分子製成。一個分子位於由其餘16個形成的環的中心。整個發明位於金表面。
它如何工作
科學家通過用使用中心的duroquinone來操作設備電氣來自極尖銳的導電針的脈衝。分子及其四個錐體可以根據脈衝的不同特性(例如脈衝的強度)來以多種方式轉移。
由於弱化學鍵將中心的葡萄體酮與周圍的16個胡桃酮聯繫起來,因此每種都會轉移。想像一下,例如,在一個由16鏈製成的網絡中間的蜘蛛。如果蜘蛛沿一個方向移動,則鏈接到它的每個線程與其他所有線程都略有不同。
通過這種方式,向中央肺酮的脈衝可以同時向周圍的16個胡桃酮傳遞不同的說明。研究人員說,這種設計的靈感來自腦細胞的啟發,腦細胞可以像樹一樣輻射分支,每個分支都用來與另一個腦細胞通信。
Bandyopadhyay說:“所有這些聯繫就是為什麼大腦如此強大的原因。”
由於Duroquinone具有四個錐體,因此每個分子本質上具有四個不同的設置。由於中央分子可以同時控制其他16個其他胡蘿蔔素,因此從數學上講,這意味著機器上的單個脈衝可以具有4^16(或接近43億)的不同結果。
相比之下,普通的計算機晶體管只能一次僅執行一個指令,並且只有兩個設置 - 0和1。這意味著單個脈衝只能有兩個不同的結果。
把它做起來
這個想法是將這個新小工具與其他分子相連 - 或其他科學家發明的不同化合物的副本。例如,研究人員在過去的十年或兩年中創建了許多分子左右的機器 - 電動機,螺旋槳,開關,電梯,傳感器等。新發明可能會提供一種控制所有其他化合物以整體工作的方法。確實,Bandyopadhyay和他的同事們透露他們可以連接其他八個這樣的“分子機“對於他們的發明,共同努力,好像他們是一個微型工廠的一部分一樣。
Bandyopadhyay建議,本發明可以作為分子機器的複雜組件的控制元件。他告訴生活學。 “想像一下,如果您想破壞體內的腫瘤,請攝取分子機器並將其插入血液中。”
該設備當前使用極其鋒利的導電針(特別是屬於掃描隧道顯微鏡)操作,該隧道顯微鏡是一台笨重的機器,遠大於所討論的17個分子。但是,Bandyopadhyay希望將來可以使用傳遞電脈衝的分子向發明發出命令。
該設備需要在極度寒冷的溫度下在真空條件下製造 - 約為-321度(-196攝氏度)。 Bandyopadhyay表示可以在室溫下進行操作。
更強大
Bandyopadhyay補充說,他們可以將設備從中心周圍的16個肺泡的二維環擴展到1,024個Duroquinones的三維球。這意味著它可以一次執行1,024個指令,以4^1024的不同結果 - 大於1個後1,000個零的數字。他們將通過操縱從核心伸出的“手柄”來控制球體中心的分子。
Bandyopadhyay說:“我們肯定會立即從2-D到3-D。”
Bandyopadhyay和他的同事Somobrata Acharya在3月10日在線詳細介紹了他們的發現國家科學院論文集。
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