سیستم‌های محاسباتی DNAمحور جای سیستم‌های سنتی را می‌گیرند


نسل جدید سیستم‌های محاسباتی DNAمحور که دانشمندان چینی طراحی کرده‌اند یک پیشرفت چشم‌گیر در محاسبات و ذخیره‌سازی محسوب می‌شود.

محققان چینی به تازگی یک مقاله در رابطه با پیشرفت در حوزه محاسبات مبتنی بر DNA منتشر کرده‌اند که می‌توانند پیشرفت چشمگیر در این محاسبات و ذخیره‌سازی محسوب شود.

محققان چینی در آزمایش‌های خود یک کامپیوتر مربوط به DNA قابل برنامه‌ریزی طراحی کرده‌اند که توانایی محاسبات میلیاردها مدار محاسباتی مختلف را دارد. این به این معنی است که از سیستم طراحی شده این پژوهشگران می‌توان برای انجام محاسبات‌های سنگین مختلف همانند آنچه به کمک پردازنده‌های قوی امروزی استفاده می‌کنیم، بهره برد.

بیشتر بخوانید: کنترل DNA با الکتریسیته ؛ یک روش درمانی جدید!

سیستم‌های محاسباتی DNAمحور

با توجه به ماهیت واحد‌های بیولوژیکی، محاسبات مبتنی بر DNA امکان ذخیره داده تا ۱ میلیارد گیگابایت در میلی‌متر مکعب را فراهم می‌کند که نسبت به پردازنده‌ها و حافظه‌های فعلی بسیار قوی‌تر است. این موضوع یک پیشرفت بزرگ برای کارهای ذخیره‌سازی و پردازش سنگین محسوب می‌شود.

طبق گزارش Tomshardware، این حجم از اطلاعات در یک فضای کوچک و استفاده از یک سیستم محاسباتی بسیار قدرتمند مبتنی بر DNA، دقیقا همان چیزی است که در آینده به آن نیاز خواهیم داشت و پژوهشگران به دنبال ساخت و توسعه زیاد آن هستند.

در حال حاضر، سیستم‌های محاسباتی ما به دلیل توانایی کدگذاری، ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات را در یک سیستم باینری (صفر و یک) انجام می‌دهند. با این وجود، سیستم‌های محاسباتی DNAمحور از رشته‌های DNA به عنوان ورودی و خروجی اطلاعات استفاده می‌کنند. بر خلاف سیستم‌های باینری، سیستم‌های محاسباتی DNAمحور بر اساس چهار مولکول ضروری یعنی آدنین، تیمین، گوانین و سیتوزین (ATGC) صورت گرفته و از این چهار مولکول نوکلئوتید برای ذخیره و پردازش اطلاعات استفاده می‌شود.

در حالی که ترانزیستورها محاسبات ما را به روش باینری یا صفر و یک محدود می‌کنند، محاسبات DNA می‌توانند 00، 01، 10، 11 را به صورت گوانین، تیمین، آدنین و سیتوزین رمزگذاری کنند. این مسئله باعث می‌شود که در محاسبات مبتنی بر DNA شاهد فشرده‌سازی چند برابری و ترکیبی گسترده‌تر از اطلاعات فعلی باشیم، چیزی که هرگز با سیستم‌های باینری نمی‌توان به دست آورد.

مشکلات DNA برنامه‌ریزی

البته توسعه سیستم‌های محاسباتی DNAمحور مشکلات و پیچیدگی‌هایی نیز همراه با کارایی‌هایش دارد. به عنوان مثال، این سیستم‌های باید به شکلی طراحی شوند که امکان کنترل و جلوگیری از به هم پیوستن تصادفی رشته‌های DNA وجود داشته باشد زیرا با این اتفاق اطلاعات تغییر می‌کند.

در مقاله منتشر شده توسط پژوهشگران چینی توسعه دهنده این سیستم، رشته‌های DNA به یک اوریگامی (هنر ایجاد اشکال مختلف از کاغذ بدون برش دادن آن) تشبیه کرده‌اند. به گفته آن‌ها، یک دنباله DNA به گونه‌ای طراحی شده که می‌تواند به شکل دو بعدی یا سه بعدی تغییر یابد.

محققان موفق شدند با استفاده از اصل و اساس محاسبات کوانتومی توپولوژیکی، یک کامپیوتر مبتنی بر DNA ایجاد کنند که از 30 گیت منطقی (حدود 500 رشته DNA یا 1000 رشته RNA) استفاده می‌کند. این کامپیوتر در نهایت امکان محاسبات ریشه دوم اعداد را در اختیار پژوهشگران قرار داد. این موفقیت ممکن است به محققان و بشریت کمک کند تا دنیای اطراف خود را بهتر درک کند و زندگی راحت‌تر شود. علاوه بر این، دستاورد‌های این پژوهش می‌تواند چشم‌اندازهای محاسباتی آینده را روشن کرده و به طور خاص، معماری‌های محاسباتی نسل جدید را در اختیار بشریت قرار دهد.

بیشتر بخوانید: 

دیدگاه شما در مورد سیستم‌های محاسباتی DNAمحور چیست؟ نظرات خود را در بخش کامنت‌ها با ما به اشتراک بگذارید و اخبار تکنولوژی را با تکراتو دنبال کنید.

دیدگاهتان را بنویسید