Предложено решение проблемы контроля логических операций в органическом компьютере

CompuLenta, 21 февраля 2012 года, Роман Иванов

Идея использования молекул ДНК для проведения расчётов не нова; наука осваивает эту тему не менее десяти лет. ДНК способна хранить гораздо больше данных, чем традиционные компьютеры, а также производить расчёты в биологической среде — к примеру, внутри живых клеток. Но технология всё ещё сильно ограничена в смысле нашей способности контролировать то, когда и где конкретные вычисления будут иметь место.

Схема метода контроля логических вентилей (иллюстрация Alex Prokup et al. / Journal of the American Chemical Society)

В ДНК-компьютере логические вентили получаются комбинированием различных молекулярных цепочек ДНК, а не набором транзисторов. Недостаток такого подхода состоит в том, что ДНК-расчёты происходят в лабораторной пробирке, и в этом случае не существует никакого простого метода, с помощью которого можно было бы проконтролировать место и время совершения математических действий, что делает почти невозможным выполнение сложных (и простых тоже) последовательностей операций.

Сотрудник Университета Северной Каролины (США) Алекс Дайтерс разработал метод контроля логических вентилей (для сложения, вычитания и т. п.) внутри основанной на ДНК компьютерной системы. Проблему удалось решить, используя активируемые светом молекулярные цепочки логических ДНК-вентилей для входящих данных, что позволило управлять расчётами УФ-светом. Такие процессы в биохимии известны под общим названием «фотоловушка» (photocaging). Так, г-ну Дайтерсу удалось поймать несколько различных нуклеотидов в фотоловушки из логических ДНК-вентилей «И». Когда вентиль облучался УФ-светом, он активировался и завершал свою математическую операцию, демонстрируя тем самым то, что фотоактивные логические вентили способны предложить эффективное решение проблемы «когда и где», мешающей развитию ДНК-вычислений.

Г-н Дайтерс надеется, что использование светового контроля над логическими ДНК-вентилями даст учёным возможность не только проводить расчёты более сложных последовательностей математических вычислений, но и создавать интерфейсы между традиционными кремниевыми машинами и компьютерами, основанными на ДНК.

Подробнее с работой г-на Дайтерса можно ознакомиться, прочитав статью, опубликованную в Journal of the American Chemical Society.

Подготовлено по материалам Университета Северной Каролины.