A villamos hálózatról leválasztott, egyetlen csepp sós vízben lebegő molekulák vették át a félvezetők szerepét. A Maynooth-i Egyetem kutatói olyan vázszerkezetű DNS-számítógépet hoztak létre, amely folyamatos áramellátás nélkül képes összetett matematikai műveleteket végrehajtani.
A hagyományos szilíciumalapú rendszerek tranzisztorok milliárdjaival szabályozzák az elektromos feszültséget, amivel óriási mennyiségű energiát fogyasztanak. Ezzel szemben a molekuláris architektúra a genetikai alapelemek természetes kapcsolódását használja fel az információk feldolgozásához. A kísérlet során a szakemberek speciális szoftverrel tervezték meg a molekulaszálakat, majd egyetlen kémcsőben egyesítették a hosszú vázmolekulát a rövidebb kiegészítő szálakkal.
Önszerveződő szálak a kémcsőben
A folyamat elindításához csupán egyetlen rövid hőhullámra van szükség. A keverék felmelegítése, majd visszahűtése során a DNS-szálak elkezdik keresni a legstabilabb kémiai szerkezetet. A molekulák közötti versenyből kialakuló végleges struktúra maga jelenti a kiszámított végeredményt.
A tesztek során a DNS-számítógép tíz különböző programot futtatott sikerrel, beleértve a 100 bites precizitású műveleteket is. Az összeadás, a szorzás és az osztás elvégzése nem igényelt elektromos hálózatot, mivel a molekulák a fizika törvényeit követve saját maguktól érték el a kívánt energetikai egyensúlyt.
Lassabb működés, alacsonyabb fogyasztás
A molekuláris rendszer sebessége lényegesen elmarad a mai szuperszámítógépektől. Egy egyszerű összeadás nagyjából fél percet vett igénybe, míg a több tízmilliós nagyságrendű számokkal végzett 100 bites számítások akárcsak 14 órán át is tarthattak. Ennek ellenére a teszt igazolta, hogy a molekuláris szerkezet képes egymás után akár 25 egymást követő műveletet hibátlanul elvégezni.
A fejlesztés fókusza nem a klasszikus processzorok azonnali leváltása, hanem az extrém alacsony energiafelhasználású rendszerek megteremtése. Az adatközpontok növekvő áramigénye mellett a szerves molekulákra épülő architektúrák hosszú távú adattárolásban és sejten belüli diagnosztikai eszközökben kínálhatnak gyakorlati alternatívát.
Nyitókép: maynoothuniversity.ie
