Учёные доказали возможность создания компьютеров на основе ДНК

Исследователи из Университета Манчестера под руководством профессора Росса Кинга разработали вычислительное устройство на основе дезоксирибонуклеиновой кислоты. Если воспринимать ДНК как язык программирования жизни, то почему бы не создать на её базе компьютер, способный производить вычисления? Если ДНК способна отдавать приказы лейкоцитам, чтобы те атаковали инфекцию, или же заставить волосы расти, теоретически можно приспособить её для обработки огромных массивов данных. Что и доказали британские учёные.

Текущее поколение компьютеров использует определённое число процессоров и их ядер для выполнения тех или иных операций. Устройство же на базе молекул ДНК способно копировать себя, расти для того, чтобы одновременно выполнять всё большее количество вычислений. Квантовые компьютеры, в данный момент находящиеся на очень раннем этапе развития, также способны на невероятно быстрые параллельные расчеты, но их работа связана с огромными техническими сложностями, а вот у ДНК-компьютеров таких ограничений выявлено не было.

Профессор Росс Кинг впервые в истории продемонстрировал работу недетерминированной универсальной машины Тьюринга. Теоретически такое устройство способно увеличивать свою производительность по экспоненте, оставляя далеко позади традиционные электронные и даже квантовые компьютеры. Учёные всего мира пытались доказать возможность создания такого компьютера на протяжении десятилетий. Но британским учёным впервые удалось реализовать подобный механизм на основе молекул ДНК. Результаты своей работы учёные планируют опубликовать в престижном журнале Journal of the Royal Society Interface в самое ближайшее время.

«Представьте себе компьютер, который пытается выбраться из лабиринта и оказывается на развилке дорог. Электронный компьютер выберет либо левую дорогу, либо правую. А нашему вычислительному устройству не нужно ничего выбирать, оно может раздвоиться и пойти одновременно по обеим дорогам, тем самым ускоряя процесс поиска правильного решения. Эта «магическая» способность становится возможной благодаря тому, что компьютер сделан из ДНК, а не из кремниевых чипов», — поясняет профессор Кинг.

Квантовые компьютеры тоже способны «пойти сразу в двух направлениях на развилке», если выражаться словами профессора, но это возможно лишь при условии, что лабиринт обладает строго определённой симметрией, а это, в свою очередь, сильно ограничивает возможности таких вычислительных машин. Благодаря тому, что молекулы ДНК очень малы, настольные компьютеры на базе такой технологии способны вместить в себя куда больше компонентов, нежели традиционные ПК. При этом потребление энергии ДНК-компьютеров также будет стремиться к минимуму. Конечно же, потребительские решения на базе этого открытия появятся лишь спустя десятки лет, но мы только что стали свидетелями очень важного для науки открытия.