新型 DNA 计算机可以计算高达 900 的平方根
- 由试管中的 DNA 链组成的计算机可以计算从 1 到 900 的平方数的平方根。
- 尽管它仅适用于整数，但这是迄今为止最先进的 DNA 计算机。
目前，英特尔和 AMD 等公司正在量产 10 纳米的晶体管——仅比 DNA 分子宽 10 倍。
然而，这些晶体管可以变得多小是有限制的。我们很快就会达到无法继续制造更小、更高效的电子设备的地步。
基于硅的计算机技术的一种有前途的替代方案是 DNA 计算，它使用生物化学、DNA 和分子生物学硬件。该领域仍处于起步阶段，但有望解决现有计算机无法处理的问题。
到目前为止，科学家们已经展示了由数十个逻辑门组成的基于 DNA 的电路，这些逻辑门可以执行一些基本的逻辑功能。然而，它们无法实现复杂的数学运算。
现在，罗切斯特大学的研究人员已经开发出一种利用试管中的 DNA 链开发的计算机，可以计算高达 900 的平方数（仅限整数）的平方根。
这意味着它可以找到 1、4、9、16、25、36、49…784、841、900 的平方根。这是通过设计 DNA 序列和编程 DNA 链置换反应来实现的。
参考：小 | DOI:10.1002/smll.201903489
3 分子积木
为了通过DNA链置换实现10位平方根逻辑电路，研究团队开发了三个分子构建模块。
1) 认知模块： 输入被编码以识别一个或两个特定的 DNA 纳米指标。简而言之，一个数字使用 10 个构建块的组合被编码到 DNA 上。不同的组合代表与荧光标记相连的不同数字。
2) 生物计算模块： 利用不同输入组合和反应平台之间的杂交反应实现10位平方根。它改变了荧光信号。然后从颜色中提取原始数字的平方根。
3) 定义模块： 该模块需要对荧光信号的输出进行阈值处理，以展示10位平方根逻辑电路的实现。
还可以通过输出反馈优化输入信号。这将提高更复杂逻辑运算的性能。
下一步是什么？
这台DNA计算机提供了独特的DNA结构可编程性和强大的数据库，为复杂计算电路和新型功能器件的开发开辟了新途径。
研究团队将使用相同的技术来模拟模拟或数字信号，以执行更广泛的平方根计算，而不仅仅是计算整数的平方根。
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总体而言，该研究为生物工程和生物技术的应用提供了一种更通用的方法。研究人员确实相信 DNA 计算机最终将取代硅基计算机进行海量数据处理和复杂计算。
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