Самый большой компьютер из ДНК

В современном мире уже нет такого человека, который сомневался бы в том, что на смену транзисторным технологиям, интегральным микросхемам придут совершенно другие технологии. 

Ученые работают в различных направлениях: одни разработали транзисторы из графена, другие пытаются создать компьютер из ДНК. 

На сегодня было сделано немало попыток, чтобы создать решающее устройство с помощью нитей ДНК, но ошеломляющих успехов не добился еще никто. Однако недавно стало известно, что ученые собрали самый большой компьютер из нитей ДНК. Данное устройство, представляющее собой цепочки дезоксирибонуклеиновой кислоты в жидкой среде, авторы описали в журнале Scince. 

ДНК обладает свойством комплементарности, которое выражается в том, что нити с определенными последовательностями способны создавать друг с другом прочные пары. Если последовательность одной нити ДНК комплементарна другой, то такое соединение оказывается максимально прочным.

При частичном соответствии, пары оказываются менее прочными. Нить, которая больше походит к одной из двух цепей «слабой» пары, вытесняет другую, образуя прочную пару. Такие процессы вытеснения лежат в основе принципов работы компьютеров из ДНК.

Инженеры создали несколько логических контуров, в которых общее число нитей составляет 130, самый большой контур содержит 74 нити ДНК. Такой контур может извлекать квадратные корни из чисел вплоть до 15.

Также вычислительная машина имеет возможность осуществлять и логические операции И и ИЛИ. Но при этом всём вычисления по времени составляют в среднем 10 часов. Следует, тем не менее, отметить, что на данный момент еще не создано ни одного биохимического компьютера, способного решать поставленные задачи со 100% точностью. Объясняется это тем, что биохимические реакции проходят с различной точностью, возникают, так называемые, шумы.

Авторы данного устройства смогли минимизировать ошибки, заставляя повышать уровень сигнала, вероятность которого больше 80% и игнорировать все сигналы с вероятностью менее 10%.

На данный момент компьютеры из ДНК недостаточно совершенны и работают с ними только в лабораториях, но ученые полагают, что в перспективе их можно будет использовать в теле человека. Например, для определения концентрации того или иного вещества в крови. На основании полученного анализа регулировать выделение лекарства, которые содержатся в капсулах-переносчиках.