Зачем учёные хотят построить компьютеры из ДНК?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Кремниевые процессоры годами ускоряли наш цифровой мир, но у этой гонки есть предел. Представьте, что вместо чипа — крошечная молекула, способная хранить информацию в объёмах, которые не снились даже самым передовым дата-центрам. Наука всё чаще смотрит в сторону ДНК, чтобы построить компьютеры, которые работают не на электронах, а на самой логике жизни.

Когда молекулы становятся вычислителями

ДНК обычно ассоциируется с генами, наследственностью, биологией. Но её структура — это идеальный «носитель информации»: она кодирует данные с помощью четырёх химических оснований (A, T, G, C), которые можно представить как алфавит из четырёх знаков. В отличие от двоичного кода с нулями и единицами, этот алфавит позволяет хранить информацию гораздо плотнее.

Учёные уже научились записывать в ДНК тексты, изображения и фильмы — и считывать их обратно. Теперь шаг дальше — использовать молекулы не только как архив, но и как вычислитель, который способен решать задачи на уровне химических реакций.

Молекула ДНК, свободная интерпретация
Молекула ДНК, свободная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Кто уже пробует оживить эту идею?

Первые эксперименты провели в Гарварде, где исследователи научились хранить в ДНК цифровую книгу. Позже Microsoft совместно с Университетом Вашингтона показали прототип «ДНК-хранилища». А команда Калифорнийского университета уже строит модели, где цепочки ДНК выполняют логические операции — простейшие «вычисления».

Сейчас это похоже на первые компьютеры прошлого века — огромные, медленные, дорогие. Но, как и тогда, потенциал колоссален.

Эксперементы с ДНК, вольная интерпретация
Эксперементы с ДНК, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Осторожность против дерзости

Одни исследователи идут путём безопасных, контролируемых экспериментов — используют синтетическую ДНК в закрытых системах, избегая любых биологических рисков. Другие смелее: они рассматривают возможность интеграции таких вычислений с живыми клетками. Это открывает путь к биокомпьютерам, но и поднимает вопросы — этические, экологические, а главное, насколько это безопасно.

Что могут дать компьютеры из ДНК?

ДНК-вычислители обещают невероятную плотность хранения — грамм ДНК способен вместить экзабайты данных (миллионы гигабайт). К тому же такие системы потребляют минимум энергии и могут работать там, где электроника бессильна — например, внутри организма.

Однако пока технологии медленные: операции занимают часы или дни, а ошибки при чтении и записи остаются серьёзной проблемой. По прогнозам, первые практические применения появятся через 10-15 лет — в архивах и в медицине, где важнее надёжность, чем скорость.

Дата-центр, вольная интерпретация
Дата-центр, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Что ждёт нас за горизонтом молекулярных вычислений

Компьютеры из ДНК могут изменить само представление о вычислениях. Они не заменят привычные ноутбуки, но откроют новые горизонты: от хранения всей мировой информации в пробирке до «умных» клеток, которые лечат болезни, анализируя данные прямо в организме.

Мир, где вычислительная мощь живёт в капле жидкости, звучит как фантастика — но уже сегодня первые строки этого сценария пишут в лабораториях.

Изображение в превью:
Автор: MJH SHIKDER
Источник: unsplash.com

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Проект DESI представил крупнейшую 2D-карту Вселенной: 4 миллиарда объектов на 5,6 трлн пикселей

Международная группа ученых, работающая со спектрографическим прибором темной энергии DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), представила одиннадцатый массив астрономических...

Защищает ли опущенная крышка унитаза от микробов? Ученые проверили: скорее нет, и вот почему

Каждый раз, когда человек нажимает кнопку смыва в туалете, в санузле запускается быстрый механический процесс. Вода под давлением или под действием силы тяжести устремляется в чашу унитаза. Поток с...

Оптоволокно готово к квантовой эпохе: создан первый источник одиночных фотонов на частоте в 1 ГГц

Современные квантовые технологии основаны на физических свойствах отдельных микрочастиц. В оптических квантовых вычислениях, квантовой криптографии и системах защищенной связи главной рабочей...

Почему взрослого шимпанзе почти невозможно победить голыми руками: насколько он сильнее человека

Шимпанзе легко недооценить. Особенно если смотреть только на вес. Взрослый самец часто весит где-то 40-55 кг. Иногда больше, но всё равно это не горилла и не лев. Масштаб вроде понятный. Ну да,...

Зачем, на самом деле, муха потирает лапками

Наблюдение за обычной комнатной мухой часто приводит к одному и тому же зрелищу. Насекомое приземляется на стол, оконное стекло или стену и практически сразу начинает быстро тереть передние...

Как выбрать качественную тушенку на прилавке магазина: чек-лист, о котором молчат производители

Вы подходите к полке с консервами, смотрите на бесконечные ряды жестяных банок с красивыми наклейками и думаете: «Ну, тушенка и в Африке тушенка». Берете ту, что симпатичнее, приходите домой,...