Energiförbrukningen för den nya molekyldatorn är extremt låg

Enligt den brittiska veckowebbplatsen "New Scientist" som rapporterades den 1 juli är energiförbrukningen för datorer som använder molekyler för att lösa problem en tiotusendel av den för traditionella datorer. Om de görs större kan dessa biodatorer effektivt lösa komplexa logistikproblem som vanligtvis kräver mycket tid och ansträngning.

Under större delen av datorernas historia, när storleken på chippet blev mindre, blev energin som krävdes för att fungera också. Men det förhållandet gick sönder för cirka 15 år sedan, vilket betyder att datorer som utför stora datoruppgifter inte är så energieffektiva som vi en gång hoppades.

Ett sätt att göra framtida datorer mer energieffektiva kan vara att helt överge elektroniken och byta till biologi. Thiel Koten och kollegor vid Dresdens tekniska universitet i Tyskland byggde en chipbaserad biodator som använder molekyler som rör sig genom kanaler för att lösa problem.

Brittisk media: Energiförbrukningen för den nya molekylära datorn är extremt låg

Detta chip är gjord av glas. För att utföra beräkningsuppgiften fyllde forskarna chipet med en vätska som innehöll en drivproteinmolekyl och mikrotubuli.

Mikrotubuli utgör en del av "ställningen" inuti cellen, och drivproteinerna rör sig längs dem för att transportera andra molekyler. Men biodatorns design vänder på den situationen. I en biodator, sa Koten, "surfar" mikrotubuli som rör sig i chipets kanaler faktiskt på drivproteinet. Alla mikrotubuli rör sig samtidigt, vilket innebär att många beräkningsuppgifter kan utföras samtidigt.

Mikrotubulierna rör sig genom kanalen, varje väg motsvarar en preliminär lösning för datorn. Forskarna tog sedan bilder för att läsa utdata från biodatorn och bestämma den mest framgångsrika lösningen.

Coten sa att biodatorer kan lösa täta kombinationsproblem, som att beräkna den bästa rutten för ett flygplan som måste stanna i flera städer.

Henry Hess från Columbia University i USA sa att den nya biodatorn som nämns ovan är ett stort framsteg jämfört med den första generationen biodatorer som tillverkades för ett decennium sedan.

Traditionella datorer kan lösa specifika problem snabbare, men för att lösa ett kombinationsproblem som innehåller fler variabler kan det ta miljarder år för en elektronisk dator. Dan Nigulau från McGill University i Kanada säger att hur man kan öka beräkningshastigheten för elektroniska datorer är en öppen fråga, och för nya biodatorer behöver forskarna bara lägga till fler molekyler för att lösa problemet på några dagar. Mikrotubuli är mycket små och 1 gram vätska kan rymma biljoner mikrotubuli, vilket är ett fördelaktigt tillstånd.

"Surf"-molekylerna använder också bara en tiondel av den energi som förbrukas av varje steg i beräkningen i traditionella datorer. "Det är förståeligt att dessa [molekylära] motorer har optimerats för 1 miljard år i en evolutionär process," sa Cotten. ”

Den här nya enheten är den i särklass mest kraftfulla i sitt slag, men den är inte tillräckligt avancerad när det gäller praktiska egenskaper. För att praktiskt kunna tillämpas på områden som logistik behöver teamets dator fler molekyler, vilket är en utmaning för tillverkningsteknik, och mikrotubuli som "böjs" när de rör sig genom kanalen kan orsaka fler fel, sa Cotten. "Biodatorerna vi bygger är i det tillstånd som elektroniska datorer var i när folk först började montera de första transistorerna," sa han. ”

Var den första att kommentera

Lämna ett svar

E-postadressen publiceras inte.


*