
最强大的计算机是大脑,现在科学家设计了一台机器,只是模仿大脑工作方式的几个分子。
到目前为止,设备可以同时进行16倍的操作,而不是普通的计算机晶体管。研究人员认为,该发明最终可能证明能够比晶体管执行大约1000倍的操作。
科学家补充说,这台机器不仅可以作为功能强大的计算机的基础,而且还可以充当复杂小工具的控制元素,例如微观医生或工厂。
该设备由称为紫真酮的化合物制成。研究人员Anirban Bandyopadhyay解释说,该分子类似于带有四个锥体的六角形板,该板是“像小型汽车”。
胡桃酮小于纳米分子,或十亿分之一的大。这使得它比可见光波长小数百倍。
该机器由17个多喹酮分子制成。一个分子位于由其余16个形成的环的中心。整个发明位于金表面。
它如何工作
科学家通过用使用中心的duroquinone来操作设备电气来自极尖锐的导电针的脉冲。分子及其四个锥体可以根据脉冲的不同特性(例如脉冲的强度)来以多种方式转移。
由于弱化学键将中心的葡萄体酮与周围的16个胡桃酮联系起来,因此每种都会转移。想象一下,例如,在一个由16链制成的网络中间的蜘蛛。如果蜘蛛沿一个方向移动,则链接到它的每个线程与其他所有线程都略有不同。
通过这种方式,向中央肺酮的脉冲可以同时向周围的16个胡桃酮传递不同的说明。研究人员说,这种设计的灵感来自脑细胞的启发,脑细胞可以像树一样辐射分支,每个分支都用来与另一个脑细胞通信。
Bandyopadhyay说:“所有这些联系就是为什么大脑如此强大的原因。”
由于Duroquinone具有四个锥体,因此每个分子本质上具有四个不同的设置。由于中央分子可以同时控制其他16个其他胡萝卜素,因此从数学上讲,这意味着机器上的单个脉冲可以具有4^16(或接近43亿)的不同结果。
相比之下,普通的计算机晶体管只能一次仅执行一个指令,并且只有两个设置 - 0和1。这意味着单个脉冲只能有两个不同的结果。
把它做起来
这个想法是将这个新小工具与其他分子相连 - 或其他科学家发明的不同化合物的副本。例如,研究人员在过去的十年或两年中创建了许多分子左右的机器 - 电动机,螺旋桨,开关,电梯,传感器等。新发明可能会提供一种控制所有其他化合物以整体工作的方法。确实,Bandyopadhyay和他的同事们透露他们可以连接其他八个这样的“分子机“对于他们的发明,共同努力,好像他们是一个微型工厂的一部分一样。
Bandyopadhyay建议,本发明可以作为分子机器的复杂组件的控制元件。他告诉生活学。 “想象一下,如果您想破坏体内的肿瘤,请摄取分子机器并将其插入血液中。”
该设备当前使用极其锋利的导电针(特别是属于扫描隧道显微镜)操作,该隧道显微镜是一台笨重的机器,远大于所讨论的17个分子。但是,Bandyopadhyay希望将来可以使用传递电脉冲的分子向发明发出命令。
该设备需要在极度寒冷的温度下在真空条件下制造 - 约为-321度(-196摄氏度)。 Bandyopadhyay表示可以在室温下进行操作。
更强大
Bandyopadhyay补充说,他们可以将设备从中心周围的16个肺泡的二维环扩展到1,024个Duroquinones的三维球。这意味着它可以一次执行1,024个指令,以4^1024的不同结果 - 大于1个后1,000个零的数字。他们将通过操纵从核心伸出的“手柄”来控制球体中心的分子。
Bandyopadhyay说:“我们肯定会立即从2-D到3-D。”
Bandyopadhyay和他的同事Somobrata Acharya在3月10日在线详细介绍了他们的发现国家科学院论文集。
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