دانشمندان چینی به تازگی توانسته‌اند اولین محاسبات مبتنی بر DNA را انجام داده و یک گام در مسیر پیشرفت محاسبات و ذخیره‌سازی انبوه داده‌ها در تراکم بالا، به جلو بردارند. سیستم‌های محاسباتی DNA محور نسل آینده سیستم‌های پردازشی محسوب می‌شوند.
پژوهشگران چینی اخیراً مقاله‌ای در رابطه با پیشرفت در حوزه محاسبات مبتنی بر DNA منتشر کرده‌اند که می‌توانند نشان‌دهنده پیشرفت چشمگیر در این بخش باشد.
پژوهشگران در آزمایش‌های خود یک کامپیوتر مایع مبتنی بر DNA قابل برنامه‌ریزی طراحی کرده‌اند که می‌تواند محاسبات میلیاردها مدار محاسباتی مختلف را برعهده بگیرد. این بدان معناست که از سیستم طراحی شده این پژوهشگران می‌توان برای انجام محاسبات مختلف همانند آنچه به کمک پردازنده‌های امروزی استفاده می‌کنیم، بهره گرفت.
با توجه به ماهیت واحد‌های بیولوژیکی، محاسبات مبتنی بر DNA امکان ذخیره داده با تراکم بسیار زیاد تا ۱ میلیارد گیگابایت در میلی‌متر مکعب را فراهم می‌کند. این موضوع یک موهبت برای کارهای ذخیره‌سازی و پردازش سنگین محسوب می‌شود.
به گزارش Tomshardware، این حجم از تراکم داده‌ها در یک فضای کوچک و استفاده از یک سیستم محاسباتی بسیار قدرتمند مبتنی بر DNA، قطعاً همان چیزیست که در آینده به آن نیاز خواهیم داشت و پژوهشگران به دنبال ساخت آن هستند.
خداحافظی با سیستم‌های باینری
در حال حاضر، سیستم‌های محاسباتی ما بر اساس توانایی کدگذاری، ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات در یک سیستم باینری (صفر و یک) کار می‌کنند. با این وجود، یک سیستم پردازشی مبتنی بر DNA از رشته‌های DNA به عنوان ورودی و خروجی استفاده می‌کند.
بر خلاف سیستم‌های باینری، محاسبات مبتنی بر DNA بر اساس چهار مولکول ضروری یعنی آدنین، تیمین، گوانین و سیتوزین (ATGC) صورت گرفته و از این چهار مولکول برای ذخیره و پردازش اطلاعات استفاده می‌شود.
در حالی که ترانزیستورها محاسبات ما را به صفر و یک محدود می‌کنند، محاسبات DNA می‌توانند 00، 01، 10، 11 را به صورت G، T، A و C رمزگذاری کنند. این مسئله باعث می‌شود که در محاسبات مبتنی بر DNA شاهد فشرده‌سازی هرچه بیشتری و ترکیبی گسترده‌تر از اطلاعات باشیم، چیزی که هرگز با سیستم‌های باینری نمی‌توان به آن دست یافت.
DNA قابل برنامه‌ریزی مشکلات نیز به همراه دارد
البته توسعه سیستم‌های محسباتی مبتنی بر DNA با مشکلات و پیچیدگی‌هایی نیز همراه است. به عنوان مثال، این سیستم‌های باید به شکلی طراحی شوند که امکان کنترل و جلوگیری از به هم پیوستن تصادفی رشته‌های DNA وجود داشته باشد.
در مقاله منتشر شده توسط پژوهشگران چینی، رشته‌های DNA به عنوان یک اوریگامی (هنر ایجاد اشکال مختلف از کاغذ بدون برش دادن آن) توصیف کرده‌اند. به گفته آن‌ها، یک دنباله DNA به گونه‌ای طراحی شده که می‌تواند به شکل دو بعدی یا سه بعدی تغییر یابد.
نکته جالب آن است که این توانایی اشکال مختلف برای ارائه عناصر اطلاعاتی گوناگون، در واقع اصل و اساس محاسبات کوانتومی توپولوژیکی محسوب شده و در پژوهش‌های مختلف مرتبط با ابر رسانایی، مکانیک کوانتومی و مواردی از این دست نیز کاربر دارد.
در همین رابطه بخوانید:
- دانشمندان کره‌ای با استفاده از مولکول‌های DNA یک پردازنده ساختند
- کنترل DNA موجودات زنده با استفاده از الکتریسیته ممکن شد!
محققان توانسته‌اند با استفاده از این اصل، یک کامپیوتر مبتنی بر DNA ایجاد کنند که از ۳۰ گیت منطقی (حدود ۵۰۰ رشته DNA) استفاده می‌کند. این کامپیوتر در نهایت امکان محاسبات ریشه دوم اعداد را در اختیار محققان قرار داد.
این موفقیت ممکن است به محققان و بشریت کمک کند تا دنیای اطراف خود را بهتر درک کند. علاوه بر این، دستاورد‌های این پژوهش می‌تواند چشم‌اندازهای محاسباتی آینده را روشن کرده و به طور خاص، معماری‌های محاسباتی نسل جدید را در اختیار ما قرار دهد.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت