Сегодня 26 июня 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
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.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Премия в $100 млн сработала? Meta переманила трёх исследователей ИИ из OpenAI 3 мин.
Telegram обвинили в пособничестве криптомошенникам — чёрный рынок быстро возродился после волны блокировок 8 мин.
За сокет, а не ядра: HPE предлагает доступные лицензии на Morpheus VM Essentials, чтобы привлечь недовольных политикой Broadcom 2 ч.
WinRAR экстренно устранила опасный баг, позволявший через архив запускать вредоносное ПО 4 ч.
ИИ расчистит завалы непрочитанных сообщений в WhatsApp — запущены полностью приватные сводки 6 ч.
Google AI Pro стал доступен по годовой подписке — экономия составит 16% 6 ч.
Вдохновлённое Disco Elysium мистическое приключение Pera Coda отправит исследовать сюрреалистический Стамбул и глубины собственной психики 13 ч.
Google представила Chrome 138 с новыми ИИ-функциями, исправлениями уязвимостей и синхронизацией групп вкладок 14 ч.
Живой мир, больше разнообразия и ещё несколько лет до релиза: основатель Mundfish поделился новыми подробностями Atomic Heart 2 15 ч.
Xbox подтвердила дату выхода Senua's Saga: Hellblade II на PS5 и анонсировала улучшения для игры на PC и Xbox 16 ч.
Рынок ЦОД стал настолько привлекательным, что даже высокий порог входа не останавливает неквалифицированных инвесторов 2 ч.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил свою первую экзопланету и сфотографировал её 3 ч.
Выручка Micron от реализации HBM последовательно выросла на 50 % 3 ч.
Акции Nvidia обновили очередной рекорд, капитализация выросла до $3,77 трлн 6 ч.
Новая статья: Обзор игрового ноутбука ASUS ROG Strix SCAR 18 G835 (2025): на что способна мобильная GeForce RTX 5090 9 ч.
Смартфон Трампа передумал быть американским — из описания исчезло гордое «Сделано в США» 10 ч.
Новая статья: Обзор смартфона HUAWEI nova Y63: еще раз в ту же реку 11 ч.
Samsung выпустила 32-дюймовые умные мониторы Smart Monitor M9, M8 и M7 с Tizen OS и частотой до 165 Гц 11 ч.
Philips представила 27-дюймовый IPS-монитор Evnia 27M2N3501PA с разрешением 1440p и частотой до 260 Гц 12 ч.
Huawei представит флагманы Pura 80 на международном рынке раньше, чем ожидалось 12 ч.