新しい分子コンピュータのエネルギー消費量は超低です

1月XNUMX日に報告された英国の「NewScientist」週刊ウェブサイトによると、分子を使用して問題を解決するコンピューターのエネルギー消費量は、従来のコンピューターのエネルギー消費量のXNUMX万分のXNUMXです。 これらのバイオコンピューターを大きくすると、通常は多くの時間と労力を必要とする複雑なロジスティクスの問題を効果的に解決できます。

コンピュータの歴史のほとんどでは、チップのサイズが小さくなるにつれて、動作に必要なエネルギーも小さくなりました。 しかし、その関係は約15年前に崩壊しました。つまり、大規模なコンピューティングタスクを実行するコンピューターは、かつて期待していたほどエネルギー効率が良くありません。

将来のコンピューターをよりエネルギー効率の良いものにするXNUMXつの方法は、電子機器を完全に放棄して生物学に切り替えることかもしれません。 ドイツのドレスデン工科大学のThielKotenらは、チャネル内を移動する分子を使用して問題を解決するチップベースのバイオコンピューターを構築しました。

英国のメディア:新しい分子コンピューターのエネルギー消費量は非常に少ない

このチップはガラス製です。 計算タスクを実行するために、研究者は、ドライバータンパク質分子と微小管を含む液体でチップを満たしました。

微小管は細胞内の「足場」の一部を形成し、ドライバータンパク質はそれらに沿って移動して他の分子を輸送します。 しかし、バイオコンピューターの設計はその状況を逆転させます。 バイオコンピューターでは、チップのチャネル内を移動する微小管が実際にドライバータンパク質を「サーフィン」しているとコーテン氏は述べた。 すべての微小管は同時に移動します。つまり、多くの計算タスクを同時に実行できます。

微小管はチャネルを通って移動し、各パスはコンピューターの暫定的なソリューションに対応します。 次に、研究者は画像を撮影してバイオコンピューターからの出力情報を読み取り、最も成功したソリューションを決定しました。

コーテン氏によると、バイオコンピューターは、複数の都市に留まらなければならない飛行機の最適なルートを計算するなど、密集した組み合わせの問題を解決できるという。

米国のコロンビア大学のHenryHessは、上記の新しいバイオコンピューターは、XNUMX年前に製造された第XNUMX世代のバイオコンピューターと比較して大きな進歩であると述べました。

従来のコンピューターは特定の問題をより速く解決できますが、より多くの変数を含む組み合わせの問題を解決するには、電子コンピューターの場合、数十億年かかる可能性があります。 カナダのマギル大学のDanNigulauは、電子コンピューターの計算速度を上げる方法は未解決の問題であり、新しいバイオコンピューターの場合、研究者は数日で問題を解決するために分子を追加するだけでよいと言います。 微小管は非常に小さく、1グラムの液体で数兆個の微小管を保持できます。これは有利な条件です。

「サーフ」分子はまた、従来のコンピューターの計算の各ステップで消費されるエネルギーの1分のXNUMXしか使用しません。 「これらの[分子]モーターが進化の過程でXNUMX億年にわたって最適化されてきたことは理解できます」とCotten氏は述べています。 」

この新しいデバイスは、この種のデバイスの中で群を抜いて最も強力ですが、実用性の点では十分に進歩していません。 ロジスティクスなどの分野に実際に適用するには、チームのコンピューターはより多くの分子を必要とします。これは製造技術の課題であり、微小管がチャネル内を移動するときに「曲がる」と、より多くのエラーが発生する可能性があります。 「私たちが構築するバイオコンピューターは、人々が最初のトランジスターを最初に組み立て始めたときの電子コンピューターの状態にあります」と彼は言いました。 」

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