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 🔥
«Мы возводили стены, а должны были строить мосты»: на PS5 вышла Death Stranding 2: On the Beach, а Кодзима опубликовал финальный трейлер игры 19 мин.
Обучать ИИ на онлайн-библиотеках законно — так решил суд в деле авторов книг против Meta 45 мин.
Пример Game Pass не заразителен: Sony не станет добавлять свои игры в PS Plus на релизе, потому что всё и так «очень хорошо» 2 ч.
OpenAI назвала китайский стартап Zhipu AI одним из самых перспективных в сфере ИИ 2 ч.
«У нас всего один шанс»: разработчики Ark 2 объяснили, куда пропал амбициозный сиквел 3 ч.
Сотни торговцев персональными данными уличили в нарушении законов США 4 ч.
ФТК выплатит ещё $126 млн компенсации почти миллиону игроков Fortnite, обманутых Epic Games 4 ч.
Премия в $100 млн сработала? Meta переманила трёх исследователей ИИ из OpenAI 5 ч.
Telegram обвинили в пособничестве криптомошенникам — чёрный рынок быстро возродился после волны блокировок 5 ч.
За сокет, а не ядра: HPE предлагает доступные лицензии на Morpheus VM Essentials, чтобы привлечь недовольных политикой Broadcom 6 ч.
Полные характеристики Google Pixel 10 стали известны за два месяца до анонса — местами будет даунгрейд 33 мин.
$1 вместо полумиллиарда: Western Digital отделалась символической выплатой за нарушение патентов SPEX 42 мин.
Защищённые смартфоны Oukitel WP300, WP35 Pro и WP200 Pro с массивными батареями — пауэрбанк не нужен 2 ч.
В Китае придумали, как обмануть Вселенную и создать отказоустойчивый квантовый компьютер 2 ч.
HPE представила ИИ-систему Compute XD690 на базе NVIDIA HGX B300 3 ч.
Вычислительный модуль iMX8M Mini DX-M1 оснащён ИИ-ускорителем Deepx DX-M1 3 ч.
Японцы создали смарт-ошейник для выявления стресса у кошек 4 ч.
Австралийцы создали магнитную молекулу для жёстких дисков будущего — маленьких и сверхёмких 5 ч.
Рынок ЦОД стал настолько привлекательным, что даже высокий порог входа не останавливает неквалифицированных инвесторов 6 ч.
Выручка Micron от реализации HBM последовательно выросла на 50 % 7 ч.