Все новости от 23 ноября 2001 г.

ДНК-компьютер заработал

В журнале Nature рассказывается о достижении израильских ученых — Ихуда Шапиро (Ehud Shapiro) и его коллег по Вейцмановскому институту. Созданное ими вычислительное устройство на основе ДНК работает почти без вмешательства человека. До сих пор ДНК-процессоры требовали пристального контроля и могли решать лишь узкоспецифические задачи.

Система имитирует машину Тьюринга — одну из фундаментальных концепций вычислительной техники. Машина Тьюринга шаг за шагом считывает данные и в зависимости от их значений принимает решения о дальнейших действиях. Теоретически она может решить любую вычислительную задачу. По своей природе молекулы ДНК работают аналогичным образом, распадаясь и рекомбинируя в соответствии с информацией, закодированной в цепочках химических соединений.

Разработанная в Вейцмановском институте установка кодирует входные данные и программы в состоящих из двух цепей молекулах ДНК и смешивает их с двумя ферментами. Один фермент расщепляет молекулу ДНК с входными данными на отрезки разной длины в зависимости от содержащегося в ней кода. А другой рекомбинирует эти отрезки в соответствии с их кодом и кодом молекулы ДНК с программой. Процесс продолжается вдоль входной цепи, и, когда доходит до конца, получается выходная молекула, соответствующая конечному состоянию системы.

Этот механизм может использоваться для решения самых разных задач. Хотя на уровне отдельных молекул обработка ДНК происходит медленно — с типичной скоростью от 500 до 1000 бит/с, что во много миллионов раз медленнее современных кремниевых процессоров, по своей природе она допускает массовый параллелизм. По оценкам Шапиро и его коллег, в одной пробирке может одновременно происходить триллион процессов, так что при потребляемой мощности в единицы нановатт может выполняться миллиард операций в секунду.

Это изобретение — важное достижение в области ДНК-вычислений, однако до его практического использования еще очень далеко. По кремниевым стандартам процесс дает слишком высокий уровень ошибок, и его трудно направить на решение сложных задач. Однако Nature отмечает, что важной областью применения данной технологии могут стать интеллектуальные системы, действующие внутри клеток. Они будут находить там дефекты или исправлять их и доставлять в нужные места прецизионные дозы лекарств. 

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	Сергей - asergeybigfoot.com 23 Nov 2001 9:37 PM
Я могу ошибаться, но на самом деле между строк сказано значительно больше. ДНК-компьютер -- ерунда. Эта технология позволяет выполнять направленную мутацию генов. Вечером вколол -- на утро совсем другой человек (а может и не человек :))
	eXOR 26 Nov 2001 8:57 AM
2 Сергей: Не ты не прав... ДНК - компьютер... это хех... представь себе компутер, который изменяется под задачу...