(KTS 设计/科学图片库/盖蒂图片社)
亿万年来,脱氧核糖核酸()已成为生命的指导手册,不仅提供了大量化学结构的模板,而且提供了管理其生产的方法。
近年来,工程师们探索了该分子独特功能的巧妙新作用,生物计算机的基础。然而尽管过去了30年 自第一个原型以来,大多数 DNA 计算机都在努力处理多种定制算法。
来自中国的一个团队研究人员现已研制出一种用途更为通用的 DNA 集成电路 (DIC)。 他们的液体计算机的门可以形成惊人的 1000 亿个电路,显示出其多功能性,每个电路都能够运行自己的程序。
DNA 计算有潜力创造出能够实现重大飞跃的机器和, 和 ? 与? 可以采取多种方法。 在这里,科学家们希望建造出比以前的努力更具适应性、具有更广泛潜在用途的东西。
研究人员表示:“可编程性和可扩展性构成了实现通用计算的两个关键因素。”写 在他们发表的论文中。
“可编程性使设备能够执行各种算法,而可扩展性则允许通过向系统添加资源来处理不断增长的工作量。”
为了实现这一目标,该团队专注于他们所谓的基于 DNA 的可编程技术门阵列,或 DPGA:将短的 DNA 片段固定在一起以创建更大的结构,然后将其构建到各种组合的集成电路中。
这些 DPGA 是通过在试管中将 DNA 链与缓冲液混合制成的,依靠化学反应来形成附着物,以及构建研究人员想要的 DIC 所需的组合。
还需要一些详细的建模,以便弄清楚如何管理输入和输出信号,并执行逻辑函数,就像标准计算机一样。 对于单个 DPGA 来说太大的较大电路被分解成组件进行构建。
通过实验过程,科学家们能够创建电路来解决二次方程例如,平方根。 研究人员表示,未来这些系统可以用于疾病诊断等目的。
更重要的是,实验系统几乎没有显示出信号衰减,或信号在传播过程中强度逐渐减弱。 这是能够构建可扩展和适应的 DNA 计算机的另一个关键部分。
我们距离充分发挥 DNA 计算的潜力还有很长的路要走,但在过去几年里,科学家们已经取得了进展修改这种生物形式的存储以将其用于传统的计算任务。
“在没有明显信号衰减的情况下集成大规模 DPGA 网络的能力标志着迈向通用 DNA 计算的关键一步,”写研究人员。
该研究发表于自然。