Llwyddodd tîm o wyddonwyr dan arweiniad ymchwilwyr o Brifysgol Caltech i gymryd cam bach ond arwyddocaol yn natblygiad cyfrifiaduron cemegol y gellir eu rhaglennu'n rhwydd. Fel elfennau cyfrifiannol sylfaenol mewn systemau o'r fath, defnyddir setiau o DNA, sydd yn eu hanfod naturiol â'r gallu i hunan-drefnu a thyfu. Y cyfan sydd ei angen er mwyn i systemau cyfrifiadurol seiliedig ar DNA weithio yw dŵr cynnes, lled hallt, algorithm twf wedi'i amgodio mewn DNA, a set sylfaenol o ddilyniannau DNA.
Hyd yn hyn, mae "cyfrifiadura" gyda DNA wedi'i wneud yn llym gan ddefnyddio un dilyniant. Nid oedd y dulliau presennol yn addas ar gyfer cyfrifiadau mympwyol. Llwyddodd gwyddonwyr o Caltech i oresgyn y cyfyngiad hwn a chyflwynodd dechnoleg a all weithredu algorithmau mympwyol gan ddefnyddio un set sylfaenol o elfennau DNA rhesymegol amodol a sampl o 355 o ddilyniannau DNA sylfaenol sy'n gyfrifol am yr algorithm “cyfrifo” - analog o gyfarwyddiadau cyfrifiadurol. Mae “had” rhesymegol a set o “gyfarwyddiadau” yn cael eu cyflwyno i'r hydoddiant halwynog, ac ar ôl hynny mae'r cyfrifiad yn dechrau - cydosod y dilyniant.
Plyg DNA ( origami DNA ) yw'r elfen sylfaenol neu'r “had” - nanotiwb 150 nm o hyd a 20 nm mewn diamedr. Mae strwythur yr “had” bron yn ddigyfnewid waeth beth fo'r algorithm a fydd yn cael ei gyfrifo. Mae cyrion yr “had” yn cael ei ffurfio yn y fath fodd fel bod cydosod dilyniannau DNA yn dechrau ar ei ddiwedd. Mae'n hysbys bod llinyn cynyddol DNA wedi'i gydosod o ddilyniannau sy'n cyd-fynd â'r dilyniannau arfaethedig mewn adeiledd moleciwlaidd a chyfansoddiad cemegol, ac nid ar hap. Gan fod ymyl yr “had” yn cael ei gynrychioli ar ffurf chwe adwy amodol, lle mae gan bob adwy ddau fewnbwn a dau allbwn, mae twf DNA yn dechrau ufuddhau i resymeg benodol (algorithm) sydd, fel y crybwyllwyd uchod, yn cael ei chynrychioli gan set benodol o ddilyniannau DNA o 355 o rai sylfaenol wedi'u gosod mewn opsiynau datrysiad.
Yn ystod arbrofion, dangosodd gwyddonwyr y posibilrwydd o weithredu 21 algorithm, gan gynnwys cyfrif o 0 i 63, dewis arweinydd, pennu rhannu gan dri ac eraill, er nad yw popeth yn gyfyngedig i'r algorithmau hyn. Mae’r broses gyfrifo yn mynd rhagddi gam wrth gam, wrth i’r llinynnau DNA dyfu ar bob un o chwe allbwn yr “had”. Gall y broses hon gymryd rhwng un a dau ddiwrnod. Mae gwneud “had” yn cymryd llawer llai o amser - o awr i ddwy. Gellir gweld canlyniad y cyfrifiadau gyda'ch llygaid eich hun o dan ficrosgop electron. Mae'r tiwb yn agor yn dâp, ac ar y tâp, yn lleoliadau pob gwerth “1” ar y dilyniant DNA, mae moleciwl protein sy'n weladwy o dan ficrosgop ynghlwm. Nid yw seros yn weladwy trwy ficrosgop.
Wrth gwrs, yn ei ffurf a gyflwynir, mae'r dechnoleg ymhell o wneud cyfrifiadau llawn. Hyd yn hyn mae fel darllen tâp o deleteip, wedi'i ymestyn dros ddau ddiwrnod. Fodd bynnag, mae'r dechnoleg yn gweithio ac yn gadael digon o le i wella. Daeth yn amlwg i ba gyfeiriad y gallwn symud, a beth sydd angen ei wneud i ddod â chyfrifiaduron cemegol yn nes.
Ffynhonnell: 3dnewyddion.ru