Калтех университетінің зерттеушілері бастаған ғалымдар тобы еркін бағдарламаланатын химиялық компьютерлерді жасауда шағын, бірақ маңызды қадам жасай алды. Мұндай жүйелерде негізгі есептеу элементтері ретінде табиғи мәні бойынша өзін-өзі ұйымдастыру және өсу мүмкіндігі бар ДНҚ жиындары қолданылады. ДНҚ негізіндегі есептеуіш жүйелердің жұмыс істеуі үшін тек жылы, ащы су, ДНҚ-да кодталған өсу алгоритмі және ДНҚ тізбектерінің негізгі жиынтығы қажет.
Осы уақытқа дейін ДНҚ-мен «есептеу» қатаң түрде бір реттілікпен жасалды. Қазіргі әдістер ерікті есептеулер үшін жарамсыз болды. Caltech ғалымдары бұл шектеуді жеңе алды және шартты логикалық ДНҚ элементтерінің бір негізгі жиынтығын және «есептеу» алгоритміне жауапты 355 негізгі ДНҚ тізбегінің үлгісін – компьютерлік нұсқаулардың аналогын пайдаланып, ерікті алгоритмдерді орындай алатын технологияны ұсынды. Тұзды ерітіндіге логикалық «тұқым» және «нұсқаулар» жинағы енгізіледі, содан кейін есептеу басталады — дәйектілікті құрастыру.
Негізгі элемент немесе «тұқым» ДНҚ қатпары (ДНҚ оригами) - ұзындығы 150 нм және диаметрі 20 нм нанотүтікше. «Тұқымның» құрылымы есептелетін алгоритмге қарамастан іс жүзінде өзгеріссіз қалады. «Тұқымның» перифериясы оның соңында ДНҚ тізбегінің жиналуы басталатындай қалыптасады. ДНҚ-ның өсіп келе жатқан тізбегі кездейсоқ емес, молекулалық құрылымы мен химиялық құрамы бойынша ұсынылған тізбектерге сәйкес келетін тізбектерден жиналғаны белгілі. «Тұқым» перифериясы әр қақпаның екі кірісі мен екі шығысы бар алты шартты қақпа түрінде ұсынылғандықтан, ДНҚ өсуі жоғарыда айтылғандай, берілген логикаға (алгоритмге) бағына бастайды. ерітінді нұсқаларында орналастырылған 355 негізгі ДНҚ тізбегінің берілген жиынтығы.
Эксперимент барысында ғалымдар 21 алгоритмді орындау мүмкіндігін көрсетті, оның ішінде 0-ден 63-ке дейін санау, көшбасшы таңдау, үшке бөлуді анықтау және басқалары, дегенмен бәрі осы алгоритмдермен шектелмейді. Есептеу процесі кезең-кезеңімен жүреді, өйткені ДНҚ жіптері «тұқымның» барлық алты шығуында өседі. Бұл процесс бір күннен екі күнге дейін созылуы мүмкін. «Тұқым» жасау әлдеқайда аз уақытты алады - бір сағаттан екіге дейін. Есептеулердің нәтижесін электронды микроскоптың астында өз көзіңізбен көруге болады. Түтік таспаға айналады және лентада ДНҚ тізбегіндегі әрбір «1» мәнінің орындарында микроскоппен көрінетін ақуыз молекуласы бекітіледі. Нөлдер микроскоп арқылы көрінбейді.
Әрине, оның ұсынылған түрінде технология толыққанды есептеулерді орындаудан алыс. Әзірге бұл телетайптан екі күнге созылған таспаны оқығанмен бірдей. Дегенмен, технология жұмыс істейді және жақсартуға көп орын қалдырады. Біз қай бағытта қозғала алатынымыз және химиялық компьютерлерді жақындату үшін не істеу керектігі белгілі болды.
Ақпарат көзі: 3dnews.ru