Сегодня 05 июля 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 🔥
С начала года технологические компании США сократили 94 000 человек — и всё это из-за ИИ 4 ч.
Рынок российского ПО за год вырос на четверть и приблизился к 2,5 трлн руб. 9 ч.
Еврокомиссия подтвердила: правила по ИИ вступят в силу без отсрочки 19 ч.
Microsoft закрыла офис в Пакистане после 25 лет работы 19 ч.
ChatGPT стал инструментом для фишеров — пользователи получают неправильные ссылки 19 ч.
Новая статья: Two Falls (Nishu Takuatshina) — в поисках взаимопонимания. Рецензия 23 ч.
Продюсер Xbox посоветовал уволенным сотрудникам обратиться к ИИ, чтобы «снять эмоциональную нагрузку» 23 ч.
Загадочный хоррор OD от Кодзимы не попал в число жертв Microsoft — «по крайней мере, пока» 23 ч.
Создатели Helldivers 2 ответили, выйдет ли игра в Game Pass — «однозначно» нет 24 ч.
Наследие 3dfx Interactive живёт: энтузиасты открыли дорогу к браузерной эмуляции культовых игр конца 90-х 04-07 22:17
Глобальные выбросы углекислого газа установили новый рекорд, несмотря на все усилия и потраченные средства 43 мин.
Xiaomi выпустила на глобальный рынок очки-наушники Smart Audio Glasses 3 ч.
Потеряшек не будет: зонд NASA «Новые горизонты» нашёл себя среди звёзд без помощи с Земли 7 ч.
Повальный спрос на HBM тормозит внедрение CXL- и PIM-памяти 8 ч.
Компактный компьютер Asus на суперчипе Nvidia Grace Blackwell выйдет 22 июля 8 ч.
Маску дали разрешение на 15 турбин для питания ИИ-суперкомпьютера xAI Colossus, но на снимках по-прежнему видны 24 турбины 8 ч.
Самые короткие дни на Земле в этом году ожидаются летом 9 ч.
Foxconn нарастила квартальную выручку благодаря заказам от Nvidia 9 ч.
Племянник изобретателя ZX Spectrum представил GamerCard — портативную консоль для ретро-игр 9 ч.
Подписанный Трампом «большой и прекрасный» закон поставил под угрозу важнейший источник прибыли Tesla 9 ч.