Het energieverbruik van de nieuwe moleculaire computer is ultralaag

Volgens de Britse wekelijkse website "New Scientist" die op 1 juli werd gerapporteerd, is het energieverbruik van computers die moleculen gebruiken om problemen op te lossen een tienduizendste van dat van traditionele computers. Als ze groter worden gemaakt, kunnen deze biocomputers effectief complexe logistieke problemen oplossen die doorgaans veel tijd en moeite vergen.

Voor het grootste deel van de geschiedenis van computers, toen de grootte van de chip kleiner werd, nam ook de energie toe die nodig was om te werken. Maar die relatie liep zo'n 15 jaar geleden stuk, wat betekent dat computers die grote computertaken uitvoeren niet zo energiezuinig zijn als we ooit hadden gehoopt.

Een manier om toekomstige computers energiezuiniger te maken, zou kunnen zijn om de elektronica helemaal te verlaten en over te stappen op biologie. Thiel Koten en collega's van de Technische Universiteit van Dresden in Duitsland bouwden een op chips gebaseerde biocomputer die moleculen gebruikt die door kanalen bewegen om problemen op te lossen.

Britse media: het energieverbruik van de nieuwe moleculaire computer is ultralaag

Deze chip is gemaakt van glas. Om de rekentaak uit te voeren, vulden de onderzoekers de chip met een vloeistof met daarin een driver-eiwitmolecuul en microtubuli.

Microtubuli maken deel uit van de "scaffold" in de cel en de driver-eiwitten bewegen langs hen om andere moleculen te transporteren. Maar het ontwerp van de biocomputer keert die situatie om. In een biocomputer, zei Koten, "surfen" microtubuli in de kanalen van de chip eigenlijk op het driver-eiwit. Alle microtubuli bewegen tegelijkertijd, wat betekent dat veel rekentaken tegelijkertijd kunnen worden uitgevoerd.

De microtubuli bewegen door het kanaal, waarbij elk pad overeenkomt met een voorlopige oplossing voor de computer. De onderzoekers namen vervolgens afbeeldingen om de outputinformatie van de biocomputer te lezen en de meest succesvolle oplossing te bepalen.

Coten zei dat biocomputers dichte combinatieproblemen kunnen oplossen, zoals het berekenen van de beste route voor een vliegtuig dat in meerdere steden moet blijven.

Henry Hess van de Columbia University in de Verenigde Staten zei dat de hierboven genoemde nieuwe biocomputer een grote vooruitgang is in vergelijking met de eerste generatie biocomputers die tien jaar geleden werd gemaakt.

Traditionele computers zijn in staat om specifieke problemen sneller op te lossen, maar om een ​​combinatieprobleem op te lossen dat meer variabelen bevat, kan het miljarden jaren duren voor een elektronische computer. Dan Niglau van McGill University in Canada zegt dat het een open vraag is hoe de rekensnelheid van elektronische computers kan worden verhoogd, en voor nieuwe biocomputers hoeven onderzoekers alleen maar meer moleculen toe te voegen om het probleem binnen enkele dagen op te lossen. Microtubuli zijn erg klein en 1 gram vloeistof kan biljoenen microtubuli bevatten, wat een gunstige voorwaarde is.

De "surf"-moleculen gebruiken ook slechts een tiende van de energie die wordt verbruikt door elke stap van de berekening in traditionele computers. "Het is begrijpelijk dat deze [moleculaire] motoren gedurende 1 miljard jaar in een evolutionair proces zijn geoptimaliseerd", zei Cotten. ”

Dit nieuwe apparaat is verreweg het krachtigste in zijn soort, maar het is niet geavanceerd genoeg in termen van bruikbaarheid. Om praktisch te worden toegepast op gebieden zoals logistiek, heeft de computer van het team meer moleculen nodig, wat een uitdaging is voor de productietechnologie, en microtubuli die "buigen" terwijl ze door het kanaal bewegen, kunnen meer fouten veroorzaken, zei Cotten. "De biocomputers die we bouwen, bevinden zich in de staat waarin elektronische computers zich bevonden toen mensen voor het eerst begonnen met het assembleren van de eerste transistors," zei hij. ”

Wees de eerste om te reageren

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd.


*