Сегодня 30 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 🔥
Новая статья: The Lamplighters League — мир спасут хулиганы. Рецензия 6 ч.
Без CUDA никуда? ИИ-стартап Lamini полагается исключительно на ускорители AMD Instinct 6 ч.
Rockstar взбудоражила фанатов скриншотом из GTA Online — на нём увидели тизер GTA VI 7 ч.
В Chrome и Firefox нашли опасную уязвимость нулевого дня, и ей уже пользуются хакеры 7 ч.
AMD выпустила FSR 3 с генерацией кадров — новый апскейлинг доступен в Forspoken и Immortals of Aveum 8 ч.
Лавкрафтианский ретрошутер Forgive Me Father 2 получил дату релиза и демоверсию, а первая часть — хвалебный трейлер по случаю выхода на консолях 8 ч.
«Binance не владеет нашей компанией»: новый владелец российского бизнеса Binance заявил о своей независимости 8 ч.
X выплатила популярным блогерам почти $20 млн за три месяца 9 ч.
Sony начала удалять упоминания ремейка Star Wars: Knights of the Old Republic в соцсетях и скрыла трейлер игры [обновлено: комментарий Sony] 9 ч.
AWS объявила о доступности Bedrock: широкий выбор базовых ИИ-моделей и тонкая настройка под нужды клиента 9 ч.
Французская iliad Group приобрела ИИ-кластер NVIDIA DGX SuperPOD из 1016 ускорителей H100 и задумала создать универсальный ИИ 7 ч.
C3 Solutions выпустила блоки распределения питания на российских процессорах «Байкал» 10 ч.
Samsung Galaxy S24 Ultra показался на качественных рендерах с очень знакомым дизайном 11 ч.
Intel начала рассылать настоящие и плюшевые Raptor Lake-S Refresh обозревателям — выход новых чипов не за горами 11 ч.
Intel запустила массовое производство Meteor Lake — у них будут ирландские корни 11 ч.
Phanteks выпустила 140-мм высокоэффективные корпусные вентиляторы D30-140 12 ч.
IonQ представила квантовые компьютеры Forte Enterprise и Tempo для обычных ЦОД 12 ч.
iPhone 15 оказались несовместимы с некоторыми пауэрбанками с USB-C 12 ч.
Сегодня Netflix отправит клиентам последние прокатные DVD — их можно будет оставить себе на память 13 ч.
ASUS показала, насколько младшая версия портативной приставки ROG Ally медленнее старшей 13 ч.