Сегодня 12 ноября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

У мозга появился конкурент — ДНК-компьютер с невероятно доступным источником питания

Практически все вдохновленные биологией разного рода молекулярные компьютеры сталкиваются с фундаментальной проблемой: отсутствием универсального источника энергии, подобного электричеству в компьютерах или АТФ в живых организмах. Это делает их одноразовыми, ограничивая выполнение задач до исчерпания «топлива». Учёные из США разработали ДНК-компьютер с невероятно доступным источником питания — это обычное тепло, которое можно найти везде.

 Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Об открытии статьёй в журнале Nature сообщили исследователи Тяньци Сонг (Tianqi Song) и Лулу Цянь (Lulu Qian) из Калифорнийского технологического института (Caltech). Они разработали многослойные логические схемы и нейронные сети на основе ДНК, которые можно многократно перезаряжать простым циклом нагрева и охлаждения. Такой подход позволяет системам работать минимум 16 циклов без накопления отходов, открывая путь к автономным молекулярным вычислениям. У мозга появился конкурент: органика оказалась способной к сложным «раздумьям» на иных принципах без использования нервных тканей.

Учёные нашли выход в том, что назвали кинетической ловушкой. Это стало механизмом перезарядки ДНК-компьютера. «Это как взведённая мышеловка», — поясняют исследователи. Она готова к действию от малейшего прикосновения. Нити ДНК специально спроектированы так, чтобы сгибаться в форму шпильки-невидимки для волос. При нагреве до 95 °C все нити разделяются и свободно плавают в растворе. При охлаждении они быстро формируют шпильки — одномолекулярные структуры.

Эта шпилька остаётся заряженной — готовой к действию — до появления в растворе входных данных в виде молекул-катализаторов. Катализаторы высвобождают энергию в процессе распрямления молекул ДНК. В зависимости от входных данных, зашифрованных в молекулах-катализаторах, происходит вычислительный процесс — реакции молекул ДНК. Чтобы вернуть схему в первоначальное состояние, необходимо нагреть раствор и затем охладить его: молекулы ДНК снова распрямляются, а потом сворачиваются в форму шпилек. Такой простой цикл обеспечивает полную перезагрузку схемы за считаные минуты — без внесения химикатов и иной подпитки.

Для эксперимента исследователи создали полноценную 100-битную нейронную сеть, способную классифицировать рукописные цифры «6» и «7» из базы данных MNIST. Система включала до 289 различных нитей ДНК в одной пробирке и использовала чередующиеся слои вентилей из «шпилек». Такая архитектура обеспечила бесперебойную передачу сигналов через несколько уровней, минимизируя помехи и повышая масштабируемость. Вычисления происходили без чипов или электричества, полагаясь исключительно на молекулярные взаимодействия, что наглядно продемонстрировало потенциал ДНК для решения сложных задач машинного обучения.

 Источник изображения: Nature 2025

Источник изображения: Nature 2025

После отработки алгоритма раствор с ДНК перезагружается: добавляются молекулы-ингибиторы для нейтрализации входных данных (молекул-катализаторов), затем следует нагрев для разделения нитей и охлаждение для нового формирования шпилек. Этот процесс был повторён для десяти тестовых изображений, подтвердив надёжность системы в обработке разнообразных данных. Отсутствие накопления отходов и стабильность на протяжении 16 циклов подчеркнули практическую жизнеспособность подхода и преодоление прежних ограничений ДНК-вычислений, где логические элементы быстро деградировали из-за побочных продуктов.

Прорыв радикально расширяет понятие компьютера, показывая, что устойчивые вычисления возможны без проводов или кремния — достаточно простых изменений температуры. Он закладывает основу для автономных химических систем с вычислениями и обучением без контроля, во многом имитируя эволюцию жизни. Это также обостряет вопросы о природе интеллекта, противопоставляя наш эволюционировавший мозг «мышлению» в молекулярных нейронных сетях.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Дополнение к Elden Ring Nightreign добавит в игру Арториаса из Dark Souls и не только — первый трейлер и дата выхода The Forsaken Hollows 2 ч.
Google представила своё частное облако для усиления обработки данных ИИ с сохранением приватности 2 ч.
Обновление Windows 11 предлагает новое меню «Пуск» и устраняет проблему клонирования диспетчера задач 6 ч.
На ПК и консолях вышла сюжетная ролевая игра Rue Valley — дитя Disco Elysium и «Дня сурка» 12 ч.
Google научила «Фото» снимать очки, добавлять улыбку и менять стиль по слову пользователя 13 ч.
iKS-Consulting: российский рынок облачных сервисов вырастет в 2025 году до 416,5 млрд рублей 14 ч.
«Просто мерзость»: релиз Fallout 4: Anniversary Edition обернулся большим разочарованием для фанатов 14 ч.
AMD приобрела ИИ-стартап MK1, созданный ветеранами Neuralink 15 ч.
Музыкальное приключение Mixtape от создателей The Artful Escape не выйдет в 2025 году 16 ч.
Sony разочаровалась в Destiny 2 и признала обесценение активов Bungie 17 ч.
Переконфигурируемый ускоритель NextSilicon Maverick-2 с dataflow-архитектурой меняет подход к вычислениям 32 мин.
ZincFive представила аккумуляторную систему для ИИ ЦОД — BC 2 AI на основе никель-цинковых элементов 2 ч.
Sony представила спецверсию PlayStation 5 со сниженной на четверть ценой, но только для домашнего рынка 3 ч.
Глава AMD Лиза Су рассчитывает, что рынок компонентов для ИИ к 2030 году достигнет $1 трлн 5 ч.
Новая статья: Обзор GIGABYTE GAMING A16 3VH: мне нужен стабильный игровой ноутбук, недорого 9 ч.
Nebius заключила сделку с Meta на $3 млрд, распродав все свои вычислительные мощности и нарастив выручку на 355 % 10 ч.
AMD раскрыла первые подробности о Zen 7 — представлен свежий план выпуска CPU-архитектур 10 ч.
Новая статья: Обзор умных часов HUAWEI WATCH Ultimate 2: теперь по-настоящему флагман 10 ч.
Пищу для астронавтов будут делать из мочи — жителям Земли от этого тоже не скрыться 14 ч.
Бывшая Yandex N.V. взлетела — выручка Nebius подскочила на 355 % после сделки с Meta 16 ч.