Сегодня 24 сентября 2023
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
Новости Hardware

Китайские учёные представили базу для создания универсальных компьютеров на ДНК

Несмотря на все достижения в области работы с ДНК — шаблоном и инструментом для воспроизведения и развития живых организмов на Земле — попытки использовать этот же механизм для выполнения математических алгоритмов пока не могут считаться достаточно успешными. В то же время логика на ДНК способна на колоссальный параллелизм, что позволит умножить мощность компьютеров, в чём далеко продвинулись китайские учёные.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

Наука далеко шагнула в области записи данных на ДНК. Это базовая опция дезоксирибонуклеиновой кислоты. Запись и хранение данных относительно нетребовательны к скорости работы платформы, которая зависит от скорости протекания биохимических реакций. Другое дело вычислительные цепи, скорость работы которых должна быть максимальной. В принципе, параллелизм частично решает эту проблему. Но до последнего времени электронные цепи на ДНК, с которыми работали учёные, не могли похвастаться универсальностью — они выполняли лишь ограниченный круг алгоритмов.

Группа исследователей из Китая разработала интегральную схему ДНК, которая способна выполнять множество разнообразных операций. По словам учёных, реконфигурируемый базовый элемент (электронная цепь) с 24 адресуемыми двухканальными затворами может быть представлен в виде 100 млрд вариаций цепей, каждая из которых сможет выполнять собственную подпрограмму. Из этого следует, что на основе этого решения можно спроектировать процессор общего назначения для запуска любых программ.

В своей работе, которая была опубликована в журнале Nature, исследователи показали, как с помощью трёхслойной матрицы из цепей на базе их ДНК-чипа можно обеспечивать простейшие математические операции. Представленная платформа легко масштабируется, что позволяет рассчитывать на создание в будущем очень мощных процессоров.

Для решения вопроса масштабирования учёные проделали другую работу. Ведь для прохождения сигнала в цепях из ДНК потребуется передача биохимических данных в заданном направлении и без затухания. И чем длиннее будет этот путь (масштаб), тем выше будет вероятность потери «сигнала» — фрагмента ДНК или концентрации фрагментов ДНК. В качестве «сигнала» китайские учёные испытали олигонуклеотиды — короткие фрагменты ДНК, которые уже используются как детекторы и носители ДНК-информации. В своих экспериментах китайцы показали, что типовые одноцепочечные олигонуклеотиды хорошо работают в качестве унифицированного сигнала для передачи, что позволяет надёжно интегрировать крупномасштабные цепи с минимальной утечкой и высокой точностью для вычислений общего назначения.

«Способность интегрировать крупномасштабные сети DPGA [ДНК БИС] без явного ослабления сигнала знаменует собой ключевой шаг на пути к ДНК-вычислениям общего назначения», — заявляют исследователи.

 Источник изображения: Nature

Вычисления в пробирке. Буквально. Источник изображения: Nature

В качестве примера учёные создали схему, решающую квадратные уравнения, которая собрана с использованием трёх слоев каскадных ЦВМ, состоящих из 30 логических вентилей и содержащих около 500 нитей ДНК. Более того, интеграция DPGA с аналого-цифровым преобразователем позволит классифицировать микро-РНК, связанные с заболеваниями. Иными словами, предложенная платформа сможет не только работать как обычный компьютер, но также будет способна на мгновенную диагностику вирусных и других заболеваний. И ещё большой вопрос, которая из этих возможностей окажется наиболее полезной.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
400 тыс. новых вирусов каждый день: «Лаборатория Касперского» заявила о глобальном росте числа кибератак 8 ч.
Nintendo сделала шаг в будущее без паролей: заработал вход в аккаунт Nintendo через Passkey 11 ч.
Новая статья: Dune: Spice Wars — дождевой червяк вместо Шаи-Хулуда. Рецензия 18 ч.
Resident Evil Village для iPhone и iPad выйдет 30 октября 23-09 17:33
Microsoft обогатила мобильную клавиатуру SwiftKey ИИ-функциями — умные подсказки, проверка текста и генерация картинок и стикеров 23-09 16:21
Клиентов российских хостингов будут идентифицировать через «Госуслуги» или по паспорту 23-09 14:40
ИИ-генераторы текстов и изображений оказались экологичнее живых писателей и художников 23-09 12:40
В приложениях Threads появилось переключение учётных записей — на подходе редактирование публикаций 23-09 11:40
Apple устранила три уязвимости нулевого дня, которые эксплуатировали злоумышленники 23-09 11:02
Операционной системой HarmonyOS пользуются около 600 млн человек, Huawei привлекает к экосистеме новых партнёров 23-09 07:34
Индия под давлением США отложила ограничения на импорт ноутбуков, ПК и планшетов 5 ч.
SpaceX повторила рекорд по использованию первой ступени Falcon 9 в 17-й раз 7 ч.
Apple iPhone 15 Plus стал рекордсменом по продолжительности работы аккумулятора 11 ч.
Американская Lucid Motors получила разрешение на выпуск электромобилей в Саудовской Аравии 11 ч.
В Остине роботизированные такси Cruise создали затор на перекрёстке и быстро его усугубили 11 ч.
Смартфоны iPhone 15 поддерживают проводное подключение к интернету — быстрее, чем по Wi-Fi 13 ч.
Solidigm представила SSD P5810 на памяти SLC для нагрузок с активной записью данных 20 ч.
Найден путь к массовому производству атомарно тонких нитей из фосфора с мышьяком — это обещает улучшить аккумуляторы, фотопанели и датчики 23-09 16:16
Производитель аппаратных ключей безопасности Yubico вышел на биржу 23-09 14:49
В ранней Вселенной оказалось намного больше галактик, похожих на нашу — это заставит переписать теории эволюции космоса 23-09 14:46