Spotřeba energie nového molekulárního počítače je velmi nízká

Podle britského týdeníku „New Scientist“ z 1. července je spotřeba energie počítačů, které k řešení problémů využívají molekuly, desetitisícinou spotřeby tradičních počítačů. Pokud budou větší, mohou tyto biopočítače efektivně řešit složité logistické problémy, které obvykle vyžadují spoustu času a úsilí.

Po většinu historie počítačů, jak se velikost čipu zmenšovala, klesala i energie potřebná k provozu. Ale tento vztah se zhroutil asi před 15 lety, což znamená, že počítače provádějící velké výpočetní úkoly nejsou tak energeticky účinné, jak jsme kdysi doufali.

Jedním ze způsobů, jak učinit budoucí počítače energeticky efektivnějšími, by mohlo být úplné opuštění elektroniky a přechod na biologii. Thiel Koten a kolegové z Technické univerzity v Drážďanech v Německu postavili biopočítač založený na čipu, který k řešení problémů využívá molekuly pohybující se kanály.

Britská média: Spotřeba energie nového molekulárního počítače je extrémně nízká

Tento čip je vyroben ze skla. K provedení výpočetního úkolu vědci naplnili čip tekutinou obsahující molekulu hnacího proteinu a mikrotubuly.

Mikrotubuly tvoří část „lešení“ uvnitř buňky a hnací proteiny se po nich pohybují, aby transportovaly další molekuly. Ale design biopočítače tuto situaci obrací. V biopočítači, řekl Koten, mikrotubuly pohybující se v kanálech čipu ve skutečnosti „surfují“ na hnacím proteinu. Všechny mikrotubuly se pohybují současně, což znamená, že mnoho výpočetních úloh lze provádět současně.

Mikrotubuly se pohybují kanálem, přičemž každá cesta odpovídá předběžnému řešení pro počítač. Vědci poté pořídili snímky, aby načetli výstupní informace z biopočítače a určili nejúspěšnější řešení.

Coten řekl, že biopočítače mohou vyřešit problémy s hustou kombinací, jako je výpočet nejlepší trasy pro letadlo, které musí zůstat ve více městech.

Henry Hess z Kolumbijské univerzity ve Spojených státech uvedl, že výše zmíněný nový biopočítač je velkým pokrokem ve srovnání s první generací biopočítačů vyrobených před deseti lety.

Tradiční počítače jsou schopny řešit konkrétní problémy rychleji, ale vyřešit kombinační problém, který obsahuje více proměnných, může elektronickému počítači trvat miliardy let. Dan Nigulau z McGill University v Kanadě říká, že jak zvýšit výpočetní rychlost elektronických počítačů, je otevřená otázka a u nových biopočítačů výzkumníkům stačí přidat další molekuly, aby problém vyřešili během několika dní. Mikrotubuly jsou velmi malé a 1 gram tekutiny pojme biliony mikrotubulů, což je výhodná podmínka.

Molekuly „surfování“ také využívají pouze jednu desetinu energie spotřebované každým krokem výpočtu v tradičních počítačích. "Je pochopitelné, že tyto [molekulární] motory byly optimalizovány po dobu 1 miliardy let v evolučním procesu, " řekl Cotten. “

Toto nové zařízení je zdaleka nejvýkonnější svého druhu, ale není dostatečně vyspělé z hlediska praktičnosti. Aby byl počítač týmu prakticky použit v oblastech, jako je logistika, potřebuje více molekul, což je výzva pro výrobní technologii, a „ohýbání“ mikrotubulů, když se pohybují kanálem, může způsobit více chyb, řekl Cotten. "Biopočítače, které stavíme, jsou ve stavu, ve kterém byly elektronické počítače, když lidé poprvé začali sestavovat první tranzistory," řekl. “

Buď první, kdo ohodnotí tento článek

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.


*