Энергопотребление нового молекулярного компьютера сверхнизкое

Согласно сообщению британского еженедельника New Scientist от 1 июля, энергопотребление компьютеров, использующих молекулы для решения задач, составляет одну десятитысячную от энергопотребления традиционных компьютеров. Если их увеличить, эти биокомпьютеры смогут эффективно решать сложные логистические задачи, которые обычно требуют много времени и усилий.

На протяжении большей части истории компьютеров по мере того, как размер микросхемы становился меньше, уменьшалась и энергия, необходимая для работы. Но эта связь прервалась около 15 лет назад, а это означает, что компьютеры, выполняющие большие вычислительные задачи, не так энергоэффективны, как мы когда-то надеялись.

Один из способов сделать будущие компьютеры более энергоэффективными — полностью отказаться от электроники и переключиться на биологию. Тиль Котен и его коллеги из Технического университета Дрездена в Германии создали биокомпьютер на основе чипа, который использует молекулы, движущиеся по каналам, для решения проблем.

Британские СМИ: Энергопотребление нового молекулярного компьютера сверхнизкое

Этот чип сделан из стекла. Для выполнения вычислительной задачи исследователи заполнили чип жидкостью, содержащей молекулу белка-драйвера и микротрубочки.

Микротрубочки образуют часть «каркаса» внутри клетки, и по ним движутся белки-драйверы для транспорта других молекул. Но конструкция биокомпьютера меняет эту ситуацию. По словам Котена, в биокомпьютере микротрубочки, движущиеся по каналам чипа, фактически «плавают» по белку-драйверу. Все микротрубочки движутся одновременно, а это означает, что многие вычислительные задачи могут выполняться одновременно.

Микротрубочки движутся по каналу, каждый путь соответствует предварительному решению для компьютера. Затем исследователи сделали снимки, чтобы прочитать выходную информацию биокомпьютера и определить наиболее успешное решение.

Котен сказал, что биокомпьютеры могут решать сложные комбинированные задачи, такие как расчет наилучшего маршрута для самолета, который должен оставаться в нескольких городах.

Генри Хесс из Колумбийского университета в США сказал, что упомянутый выше новый биокомпьютер является большим достижением по сравнению с биокомпьютерами первого поколения, созданными десять лет назад.

Традиционные компьютеры способны быстрее решать конкретные задачи, но для решения комбинированной задачи, содержащей больше переменных, электронному компьютеру могут потребоваться миллиарды лет. Дэн Нигулау из Университета Макгилла в Канаде говорит, что вопрос о том, как увеличить вычислительную скорость электронных компьютеров, остается открытым, а для новых биокомпьютеров исследователям нужно всего лишь добавить больше молекул, чтобы решить проблему за считанные дни. Микротрубочки очень маленькие, и 1 грамм жидкости может содержать триллионы микротрубочек, что является выгодным условием.

Молекулы «прибоя» также используют только одну десятую энергии, потребляемой каждым шагом вычислений в традиционных компьютерах. «Понятно, что эти [молекулярные] двигатели были оптимизированы в течение 1 миллиарда лет в процессе эволюции», — сказал Коттен. ”

Это новое устройство на сегодняшний день является самым мощным в своем роде, но оно недостаточно продвинуто с точки зрения практичности. По словам Коттена, для практического применения в таких областях, как логистика, компьютеру команды требуется больше молекул, что является проблемой для технологии производства, а микротрубочки, «изгибающиеся» при движении по каналу, могут вызвать больше ошибок. «Биокомпьютеры, которые мы создаем, находятся в том же состоянии, в котором были электронные компьютеры, когда люди впервые начали собирать первые транзисторы», — сказал он. ”

Оставь первый комментарий

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*