18新利最新登入DNA计算机如何工作

:凯文Bonsor
科学家研究DNA模型在现代基因研究实验室使用电脑。”width=
科学技术极大地影响了经济增长。janiecbros /盖蒂图片社

就在你读这篇文章,电脑芯片制造商正在疯狂赛车让下一个微处理器这将推翻速度记录。迟早,这次比赛一定会碰壁。微处理器使硅的最终将达到其极限速度和小型化。芯片制造商需要新材料生产更快的计算速度。

你不会相信,科学家们发现他们需要的新材料来构建新一代的微处理器。数以百万计的自然超级计算机内部存在生物体,包括你的身体。DNA(脱氧核糖核酸)分子,这种材料是由我们的基因,有可能多次执行计算的速度比世界上最强大的计算机的限制性。DNA可能有一天被集成到一个计算机芯片创建一个所谓的生物芯片,将推动更快的电脑。DNA分子已经被用来执行复杂的数学问题。

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虽然仍处于初级阶段,DNA计算机将数据能够存储数十亿倍你的个人电脑。在本文中,您将了解科学家如何使用遗传物质创造nano-com18新利最新登入puters可能代替硅电脑在下一个十年。

DNA计算技术

DNA计算机不能被发现在当地的电子商店。这项技术还在发展,甚至不存在十年前作为一个概念。1994年,伦纳德介绍了期刊使用DNA的想法来解决复杂的数学问题。期刊,一个计算机科学家南加州大学,得出的结论是,DNA计算潜在读完这本书所写的“基因的分子生物学,”詹姆斯•沃森1953年DNA结构的共同发现者。事实上,DNA非常类似于一台电脑硬盘在它永18新利最新登入久存储你的基因信息。18luck手机登录

艾德曼通常被称为DNA计算机的发明者。他的文章在1994年发行的《华尔街日报》科学概述了如何使用DN18新利最新登入A来解决一个著名的数学问题,称为导演汉密尔顿路径问题,也被称为“旅行推销员”的问题。问题的目标是找到最短的路线之间的城市,每个城市只有一次经历。当您添加更多的城市的问题,这一问题变得更加困难。选择期刊找到七个城市之间的最短路线。

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你可以在纸上画出这个问题,来解决方案更快比期刊使用他的DNA计算机试管。这是DNA计算机期刊实验步骤:

  1. DNA链代表七个城市。在基因,基因编码字母所代表的是,T、C和g .一系列的这四个字母代表了每个城市和可能的飞行路径。
  2. 这些分子然后混合在试管中,其中一些DNA链粘在一起。这些链的链代表一个可能的答案。
  3. 几秒钟之内,DNA链的所有可能的组合,代表回答,是在试管中创建的。
  4. 艾德曼消除错误的分子通过化学反应,仅留下飞行路径连接所有的七个城市。

艾德曼DNA计算机的成功证明了DNA可以用于计算复杂的数学问题。18新利最新登入然而,这种早期的DNA计算机远非挑战硅计算机方面的速度。艾德曼DNA计算机很快创建一组可能的答案,但当年,艾德曼缩小的可能性。他的DNA计算机的另一个缺点是,它需要人类的帮助。DNA计算领域的目标是创建一个设备,可以独立于人类的参与工作。

艾德曼的实验三年之后,研究人员罗彻斯特大学发达逻辑门由DNA。逻辑门的一个重要部分是你的电脑你命令它做的执行功能。18新利最新登入这些门二进制代码移动通过电脑转换成一系列的信号,电脑用来执行操作。目前,逻辑门解释输入信号硅晶体管,并将这些信号转换为一个输出信号,允许计算机执行复杂的功能。

罗彻斯特团队的DNA逻辑闸的第一步是创建一个计算机的结构类似于一个电子个人电脑。而不是使用电子信号执行逻辑操作,这些DNA逻辑闸依赖DNA编码。他们发现的碎片遗传物质作为输入,这些碎片拼接在一起,形成一个单一的输出。例如,一个遗传门称为“与门”链接两个DNA输入化学绑定他们所以他们锁在一个端到端的结构,类似于两个乐高玩具可能系由第三乐高。研究人员认为,这些逻辑门可能结合在DNA计算DNA芯片来创建一个突破。

DNA计算机组件—逻辑门生物芯片——将需要数年时间发展成为一个实用、可行的DNA计算机。如果这样的计算机,科学家说,它将会更加紧凑,比传统计算机准确、高效。在下一节中,我们将看看如何DNA计算机可能会超过他们的硅基的前辈,这些18新利最新登入电脑将执行什么任务。

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硅与DNA微处理器

硅微处理器计算世界的心脏已经超过40年了。在那个时候,制造商已经挤满了越来越多的电子设备在他们的微处理器。按照摩尔定律,电子设备放在一个微处理器的数量每18个月翻了一番。摩尔定律是英特尔创始人戈登•摩尔的名字命名,他在1965年预测,微处理器将每两年在复杂性的两倍。许多人预测,摩尔定律将很快达到其目的,因为物理速度和小型化的硅微处理器的局限性。

DNA计算机有可能采取计算到一个新的水平,摩尔定律回升的情况下,使用DNA代替硅的几个优势:

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  • 只要有细胞生物,总是会有一个供应的DNA。
  • 大量的DNA是一个便宜的资源。
  • 与有毒物质用于制造传统的微处理器,DNA芯片干净利落地
  • DNA计算机很多次比今天的电脑。

DNA的主要优势是,它将使计算机比任何已经在他们面前的电脑,同时持有更多的数据。一磅的DNA有能力来存储更多的信息比所有的电子计算机建立;18luck手机登录teardrop-sized DNA计算机的计算能力,使用DNA逻辑闸,将更强大的比世界上最强大的超级计算机。超过10万亿个DNA分子可以放入一个面积不超过1立方厘米(0.06立方英寸)。少量的DNA,电脑能够持有10tb10万亿年的数据,并执行一次计算。通过添加更多的DNA,可以执行计算。

与传统电脑,DNA计算机执行计算平行其他计算。传统计算机线性操作,在一次任务。它是并行计算,允许DNA在小时解决复杂的数学问题,而这可能需要电电脑数百年才能完成。

第一个DNA计算机不太可能特征字(词)处理技术中,发电子邮件和纸牌游戏项目。相反,他们的强大的计算能力将由各国政府用于破解密码,或通过航空公司想要更有效的路线地图。研究DNA,电脑也可以让我们更好的理解更复杂的电脑,人类的大脑。

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