शास्त्रज्ञांनी डीएनएला लॉजिक गेट्समध्ये बदलले: रासायनिक संगणकांच्या दिशेने एक पाऊल

कॅल्टेक युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांच्या नेतृत्वाखालील शास्त्रज्ञांची टीम मुक्तपणे प्रोग्राम करण्यायोग्य रासायनिक संगणकांच्या विकासासाठी एक लहान परंतु महत्त्वपूर्ण पाऊल उचलण्यात सक्षम झाली. अशा प्रणालींमध्ये मूलभूत संगणकीय घटक म्हणून, डीएनएचे संच वापरले जातात, जे त्यांच्या नैसर्गिक साराने स्वत: ची व्यवस्था करण्याची आणि वाढण्याची क्षमता असते. DNA-आधारित संगणकीय प्रणालींना कार्य करण्यासाठी जे आवश्यक आहे ते उबदार, खारे पाणी, DNA मध्ये एन्कोड केलेले वाढीचे अल्गोरिदम आणि DNA अनुक्रमांचा मूलभूत संच आहे.

आतापर्यंत, डीएनए सह "संगणन" एकच क्रम वापरून काटेकोरपणे केले जात आहे. सध्याच्या पद्धती अनियंत्रित गणनेसाठी योग्य नाहीत. कॅलटेकचे शास्त्रज्ञ या मर्यादांवर मात करण्यात सक्षम झाले आणि एक तंत्रज्ञान सादर केले जे सशर्त तार्किक DNA घटकांचा एक मूलभूत संच आणि "गणना" अल्गोरिदमसाठी जबाबदार असलेल्या 355 मूलभूत DNA अनुक्रमांचा नमुना वापरून अनियंत्रित अल्गोरिदम कार्यान्वित करू शकतात - संगणक निर्देशांचे एक अॅनालॉग. तार्किक "बियाणे" आणि "सूचना" चा संच खारट द्रावणात सादर केला जातो, त्यानंतर गणना सुरू होते - अनुक्रमांची असेंब्ली.

मूलभूत घटक किंवा "बीज" हा DNA फोल्ड (DNA ओरिगामी) आहे - एक नॅनोट्यूब 150 nm लांब आणि 20 nm व्यासाचा. ज्या अल्गोरिदमची गणना केली जाईल त्याकडे दुर्लक्ष करून “बिया” ची रचना अक्षरशः अपरिवर्तित राहते. “बीज” चा परिघ अशा प्रकारे तयार होतो की त्याच्या शेवटी डीएनए अनुक्रमांची असेंब्ली सुरू होते. डीएनएचा वाढणारा स्ट्रँड आण्विक रचना आणि रासायनिक रचनेतील प्रस्तावित अनुक्रमांशी जुळणार्‍या अनुक्रमांमधून एकत्रित केला जातो आणि यादृच्छिकपणे नाही. "बीज" चा परिघ सहा सशर्त गेट्सच्या रूपात दर्शविला जात असल्याने, जेथे प्रत्येक गेटमध्ये दोन इनपुट आणि दोन आउटपुट असतात, डीएनएची वाढ दिलेल्या तर्कशास्त्र (अल्गोरिदम) चे पालन करण्यास सुरवात करते, जे वर नमूद केल्याप्रमाणे, द्वारे दर्शविले जाते. सोल्यूशन ऑप्शन्समध्ये ठेवलेल्या 355 मूलभूत डीएनए अनुक्रमांचा दिलेला संच.

प्रयोगांदरम्यान, शास्त्रज्ञांनी 21 अल्गोरिदम कार्यान्वित करण्याची शक्यता दर्शविली, ज्यात 0 ते 63 पर्यंत मोजणे, नेता निवडणे, तीन आणि इतरांद्वारे विभाजन निश्चित करणे, जरी सर्व काही या अल्गोरिदमपर्यंत मर्यादित नाही. गणना प्रक्रिया टप्प्याटप्प्याने पुढे जाते, कारण डीएनए स्ट्रँड “बिया” च्या सर्व सहा आउटपुटवर वाढतात. या प्रक्रियेस एक ते दोन दिवस लागू शकतात. "बियाणे" बनवण्यास लक्षणीय कमी वेळ लागतो - एक तास ते दोन. गणनेचे परिणाम इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाखाली आपल्या स्वतःच्या डोळ्यांनी पाहिले जाऊ शकतात. ट्यूब टेपमध्ये उलगडते आणि टेपवर, डीएनए अनुक्रमावरील प्रत्येक "1" मूल्याच्या ठिकाणी, सूक्ष्मदर्शकाखाली दिसणारा प्रोटीन रेणू जोडलेला असतो. सूक्ष्मदर्शकाद्वारे शून्य दृश्यमान नसतात.

अर्थात, सादर केलेल्या स्वरूपात, तंत्रज्ञान पूर्ण गणना करण्यापासून दूर आहे. आतापर्यंत हे टेलिटाइपमधील टेप वाचण्यासारखे आहे, जे दोन दिवसांत पसरलेले आहे. तथापि, तंत्रज्ञान कार्य करते आणि सुधारणेसाठी भरपूर जागा सोडते. हे स्पष्ट झाले की आपण कोणत्या दिशेने जाऊ शकतो आणि रासायनिक संगणक जवळ आणण्यासाठी काय केले पाहिजे.

स्त्रोत: 3dnews.ru