Подписывайтесь на нас в соцсетях

fb.com/scientificatheism.org

---

http://news.battery.ru/theme/science/?id=88661

Ученые из Вейцманского научно-исследовательского института в Реховоте (Израиль) разработали новый тип биологического компьютера, способный выполнять до 330 триллионов вычислений в секунду, что примерно в 100 тысяч раз быстрее обычных электронных компьютеров. Но это, впрочем, не главное достижение израильских ученых.

Высокое быстродействие вычислительных устройств на базе ДНК известно достаточно давно. Более того, подобно создававшимся и до этого биокомпьютерам, израильская разработка не может пока конкурировать с обычными компьютерами из-за ряда ограничений на круг выполняемых задач.

Тем не менее, исследователям удалось добиться значительных успехов в дальнейшей миниатюризации биокомпьютеров и совершенствовании их "конструкции". Первый компьютер на базе ДНК был создан еще в 1994 г. американскими учеными. Они смешали пробирке молекулу ДНК, в которой были закодированы исходные данные, и специальным образом подобранные ферменты. В результате химической реакции структура ДНК изменилась таким образом, что в ней в закодированном виде был представлен ответ задачи.

Поскольку вычисления проводятся в ходе химической реакции с участием ферментов, на них было затрачено очень мало времени. Примерно такую же задачу решили и израильские ученые. Однако если все предшествующие ДНК-компьютеры нуждались в дополнительном источнике энергии - аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ), то новый биокомпьютер получает энергию непосредственно от молекулы ДНК, в которой закодированы исходные данные для вычислений. Исследователи сходятся во мнении, что такая конструкция биокомпьютера более перспективна, нежели вариант с применением внешнего источника энергии - АТФ.

Пока до практического применения компьютеров на базе ДНК еще очень далеко. Однако в будущем их смогут использовать не только для вычислений, но и как своеобразные нанофабрики лекарств. В одной чайной ложке можно уместить до 15 квадриллионов компьютеров на базе ДНК. Поместив подобное устройство в клетку, врачи смогут влиять на ее состояние, исцеляя человека от самых опасных недугов.

---

http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/4744.html

ИЗРАИЛЬСКИЕ УЧЕНЫЕ ВПЛОТНУЮ ПОДОШЛИ К СОЗДАНИЮ РАБОЧЕГО БИОКОМПЬЮТЕРА

Команда во главе с докторантом Иаковом Бененсоном из Института Наук Вейцмана обнаружила, что молекула ДНК может отдать всю свою энергию на управление процессом вычислений. На этой основе удалось разработать проект ДНК-компьютера, который энергетически самодостаточен (не требует внешнего питания) и обладает фантастической производительностью.

Об этом открытии было сообщению 25 февраля на Слушаниях Национальной Академии Наук.

Полученный на этой основе процессор настолько мал, что в объеме одной капли воды могло бы поместиться до трех триллионов этих ДНК-компьютеров, выполняющих до 66 миллиардов операций в секунду, с точностью операций до 99.8%. Это открытие было сделано в лаборатории Института Наук Вейцмана под руководством профессора Энада Шапиро, который уже ранее занимался проектированием ДНК-компьютеров.

Это была первая программируемая автономная вычислительная машина, в которой блоки ввода, вывода, программное обеспечение и аппаратные средства ЭВМ все были сделаны из молекул ДНК.

Наиболее важно то, что новый проект ДНК-компьютера включает в себя ранее неизвестный биохимический процесс, который производит достаточно энергии, которой вполне хватает настолько, что ДНК-компьютер в принципе может работать без внешнего источника питания.

Обычные электронные компьютеры обрабатывают информацию посредством электрических импульсов, идущих по микросхемам кремниевых чипов, но эта технология приближается к физическим пределам миниатюризации. По разным прогнозам ожидается, что где-нибудь между 2010 и 2015 годами закону Мура (гласящему, что производительность процессоров будет удваиваться каждые 18 месяцев) будет положен конец и развитие электроники остановится на пределе ее физических возможностей.

Биохимические же компьютеры находятся на значительно более высоком порядке возможностей, позволяя хранить много информации в более меньших объемах носителей, а все операции производить на уровне клетки. Было оценено, что 1 грамм высушенной ДНК, которая держит полный генетический код живого существа, может вобрать в себя столько информации, сколько содержится в триллионе компакт-дисков.

Компьютеры ДНК хранят информацию подобно тому, как хранят ее гены. Только в операциях участвуют более широкий спектр химических веществ, располагающих по двойной спирали молекулы ДНК различные химические соединения и в разной последовательности.

Уже много аналогичных проектов по созданию биокомпьютеров предлагались ранее, но все опирались на использование в качестве источника энергии для молекул на аденилпирофосфат - молекулу, используемую растениями, чтобы преобразовывать хлорофилл в энергию.

Новый проект Шапиро построен по принципу естественных схем аппаратных средств ЭВМ. Каждый вычислительный шаг требует двух дополнительных молекул ДНК, - одна работает на ввод, а другая исполняет роль программного обеспечения.

Эти молекулы спонтанно находятся вместе, и в момент задействования одного из них, получает энергию другой и наоборот. В итоге, процесс работает со стопроцентной отдачей энергии и практически не требует постоянного питания.

В перспективе, подобные компьютеры умещались бы в кредитной карточке, а их производительность и запас банка данных мог бы быть сопоставим со 100 самыми современными компьютерами мира вместе взятыми. И питаться бы такой компьютер вполне мог от тепла человеческой руки или тела.