پژوهشگران رایانه DNA ساختند؛ محاسبات ۱۰۰ بیتی بدون برق با واکنش‌های شیمیایی

پژوهشگران ایرلندی رایانه‌ای مبتنی بر DNA ساخته‌اند که با واکنش‌های شیمیایی، محاسبات ۱۰۰ بیتی را بدون مصرف برق انجام می‌دهد.

به گزارش سرویس کامپیوتر و موبایل تک‌ناک،به گفته پژوهشگران، این سامانه یکی از پیچیده‌ترین و سریع‌ترین رایانه‌های مولکولی است و می‌تواند زمینه‌ساز پیشرفت‌هایی در ذخیره‌سازی بلندمدت داده‌ها، محاسبات کم‌مصرف و در آینده، ساخت سامانه‌های مولکولی قابل‌فعالیت درون سلول‌ها برای کاربردهایی مانند تشخیص بیماری باشد.

این رایانه با موفقیت ۱۰ برنامه مولکولی متفاوت، از جمله محاسبات پیچیده ۱۰۰ بیتی، را اجرا کرده است.

ساخت رایانه مولکولی با فناوری اوریگامی DNA

پژوهشگران این رایانه را با روشی به نام «اوریگامی DNA» طراحی کردند. آن‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی، یک رشته بلند DNA را به‌عنوان رشته اصلی و صدها رشته کوتاه‌ترِ سفارشی‌سازی‌شده را که «رشته‌های منگنه‌ای» نام دارند، طراحی کردند.

سپس رشته‌های DNA را به لوله آزمایش حاوی یک قطره آب و نمک افزودند.

با گرم و سپس سرد کردن مخلوط، رشته‌ها به‌صورت خودآرا در قالب شبکه‌ای محاسباتی، منظم و میکروسکوپی کنار هم قرار گرفتند.

در این ساختار، رشته بلند DNA نقش داربست را ایفا می‌کرد.

رایانه‌های سیلیکونی سنتی با استفاده از ترانزیستورها، ولتاژهای الکتریکی را بین دو حالت صفر و یک جابه‌جا می‌کنند.

اما رایانه مولکولی با اتصال و جداشدن جفت‌بازهای ژنتیکی A، T، C و G، اطلاعات را پردازش می‌کند.

پژوهشگران پیش از قراردادن رشته‌ها در لوله آزمایش و گرم‌کردن آن، برنامه را در توالی‌های DNA رمزگذاری می‌کنند.

انرژی گرمایی واکنش‌های شیمیایی را آغاز می‌کند و باعث بازآرایی رشته‌های DNA می‌شود. مولکول‌ها به‌طور طبیعی به‌سمت پایدارترین حالت ساختاری خود حرکت می‌کنند و در این فرایند، الگوریتم برنامه‌ریزی‌شده را از نظر ریاضی حل می‌کنند.

در نهایت، ساختار نهایی مولکول‌ها پاسخ محاسبه را نشان می‌دهد.

بیشتر بخوانید: قدرت سخت‌افزاری AMD در کالبد استیم‌پانک؛ یک PC گیمینگ سفارشی

اجرای محاسبات ۱۰۰ بیتی بدون مصرف برق

پژوهشگران برای ارزیابی این سامانه، ۱۰ برنامه مولکولی متفاوت را اجرا کردند. رایانه DNA توانست عملیات جمع، تفریق، ضرب و تقسیم را با موفقیت انجام دهد.

همچنین، پردازش محاسبات ۱۰۰ بیتی را با موفقیت پشت سر گذاشت و نشان داد که می‌تواند داده‌های پیچیده را با اطمینان و بدون خطا پردازش کند. از آنجا که این سامانه به قوانین فیزیک محدود است، به نرم‌افزار تصحیح خطا نیازی ندارد.

مهم‌تر از همه، این رایانه برای انجام محاسبات به هیچ برق مستقیمی نیاز ندارد و با واکنش‌های شیمیایی کار می‌کند.

این فناوری می‌تواند در آینده محاسبات کاربردهای گسترده‌ای داشته باشد. این موضوع به‌ویژه برای ایرلند، کشور محل فعالیت پژوهشگران، اهمیت دارد؛ زیرا مراکز داده در سال ۲۰۲۵، ۲۳ درصد از برق این کشور را مصرف کردند.

بیشتر بخوانید: موفقیت نخستین واکسن طراحی‌شده با هوش مصنوعی