Zużycie energii przez nowy komputer molekularny jest bardzo niskie

Według brytyjskiego tygodnika „New Scientist” z 1 lipca, zużycie energii przez komputery, które wykorzystują cząsteczki do rozwiązywania problemów, wynosi jedną dziesięciotysięczną zużycia tradycyjnych komputerów. Jeśli zostaną powiększone, te biokomputery mogą skutecznie rozwiązywać złożone problemy logistyczne, które zwykle wymagają dużo czasu i wysiłku.

Przez większość historii komputerów, wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru chipa, zmniejszała się również energia potrzebna do działania. Ale ten związek załamał się około 15 lat temu, co oznacza, że ​​komputery wykonujące duże zadania obliczeniowe nie są tak energooszczędne, jak kiedyś oczekiwaliśmy.

Jednym ze sposobów na zwiększenie energooszczędności komputerów przyszłości może być całkowite porzucenie elektroniki i przejście na biologię. Thiel Koten wraz z kolegami z Uniwersytetu Technicznego w Dreźnie w Niemczech zbudował biokomputer oparty na chipie, który wykorzystuje molekuły poruszające się w kanałach do rozwiązywania problemów.

Brytyjskie media: Zużycie energii przez nowy komputer molekularny jest bardzo niskie

Ten chip jest wykonany ze szkła. Aby wykonać zadanie obliczeniowe, naukowcy wypełnili chip płynem zawierającym cząsteczkę białka sterującego i mikrotubule.

Mikrotubule stanowią część „rusztowania” wewnątrz komórki, a białka sterujące poruszają się wzdłuż nich, transportując inne cząsteczki. Ale konstrukcja biokomputera odwraca tę sytuację. Koten powiedział, że w biokomputerze mikrotubule poruszające się w kanałach chipa faktycznie „surfują” po białku sterującym. Wszystkie mikrotubule poruszają się jednocześnie, co oznacza, że ​​wiele zadań obliczeniowych może być wykonywanych jednocześnie.

Mikrotubule przemieszczają się przez kanał, a każda ścieżka odpowiada wstępnemu rozwiązaniu dla komputera. Następnie naukowcy wykonali zdjęcia, aby odczytać informacje wyjściowe z biokomputera i określić najbardziej udane rozwiązanie.

Coten powiedział, że biokomputery mogą rozwiązywać problemy związane z gęstymi kombinacjami, takie jak obliczanie najlepszej trasy dla samolotu, który musi przebywać w wielu miastach.

Henry Hess z Columbia University w Stanach Zjednoczonych powiedział, że wspomniany powyżej nowy biokomputer to duży postęp w porównaniu z pierwszą generacją biokomputerów sprzed dekady.

Tradycyjne komputery są w stanie szybciej rozwiązywać określone problemy, ale rozwiązanie problemu złożonego, który zawiera więcej zmiennych, może zająć komputerowi elektronicznemu miliardy lat. Dan Nigulau z McGill University w Kanadzie mówi, że kwestia zwiększenia szybkości obliczeniowej komputerów elektronicznych jest kwestią otwartą, a w przypadku nowych biokomputerów naukowcy muszą jedynie dodać więcej cząsteczek, aby rozwiązać problem w ciągu kilku dni. Mikrotubule są bardzo małe, a 1 gram płynu może pomieścić biliony mikrotubul, co jest korzystnym stanem.

Cząsteczki „surfowania” wykorzystują również tylko jedną dziesiątą energii zużywanej na każdym etapie obliczeń w tradycyjnych komputerach. „To zrozumiałe, że te [molekularne] silniki były optymalizowane przez 1 miliard lat w procesie ewolucyjnym” – powiedział Cotten. ”

To nowe urządzenie jest zdecydowanie najpotężniejsze w swoim rodzaju, ale nie jest wystarczająco zaawansowane pod względem praktyczności. Aby mieć praktyczne zastosowanie w obszarach takich jak logistyka, komputer zespołu potrzebuje więcej cząsteczek, co jest wyzwaniem dla technologii produkcji, a mikrotubule „zginające się” podczas przemieszczania się przez kanał mogą powodować więcej błędów, powiedział Cotten. „Budowane przez nas biokomputery są w takim stanie, w jakim znajdowały się komputery elektroniczne, gdy ludzie po raz pierwszy zaczęli montować pierwsze tranzystory” – powiedział. ”

Bądź pierwszym komentarzem

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.


*