由加州理工學院的研究人員領導的一組科學家能夠在開發任意可編程化學計算機方面邁出一小步但意義重大的一步。 作為此類系統中的基本計算元素，使用了 DNA 集，其本質上具有自組織和增長的能力。 運行基於 DNA 的計算系統所需的全部是溫暖的微鹹水、DNA 編碼的生長算法和基本的標準 DNA 序列集。
直到現在，DNA 的“計算”都是嚴格使用任何一個序列進行的。 對於任意計算，現有方法不適用。 來自加州理工學院（Caltech）的科學家們能夠克服這一限制，並提出了一種技術，該技術可以使用一組基本的條件邏輯 DNA 元素和負責“計算”算法的 355 個基本 DNA 序列樣本來執行任意算法——類似於計算機指令. 將邏輯“種子”和一組“指令”引入鹽溶液中，然後開始計算 - 序列的組裝。
基本元素或“種子”是 DNA 折疊（摺紙 DNA）——它是一個長 150 nm、直徑 20 nm 的納米管。 無論將要計算的算法如何，“種子”的結構幾乎保持不變。 “種子”的外圍以這樣一種方式形成，即 DNA 序列的組裝從其末端開始。 已知一條不斷增長的 DNA 鍊是由在分子結構和化學成分方面與建議序列相匹配的序列組裝而成的，而不是隨機組裝的。 由於“種子”的外圍以六個條件閥的形式呈現，其中每個閥有兩個輸入和兩個輸出，DNA 生長開始服從給定的邏輯（算法），如上所述，由給定的表示一組 DNA 序列置於 355 個基本選項的解決方案中。
科學家們在實驗過程中展示了執行 21 種算法的可能性，包括從 0 到 63 的計數、選擇領導者、確定除以 1 等，儘管一切並不僅限於這些算法。 隨著 DNA 鏈在“種子”的所有六個出口上生長，計算過程逐步進行。 此過程可能需要一到兩天時間。 製作“種子”所需的時間要少得多——從一小時縮短到兩小時。 計算結果可以在電子顯微鏡下親眼看到。 管子展開成一條帶子，在帶子上，在 DNA 序列上每個“XNUMX”值的位置，附著一個在顯微鏡下可見的蛋白質分子。 在顯微鏡下看不到零點。
當然，在呈現的形式中，該技術遠未執行成熟的計算。 到目前為止，它看起來就像是用電傳打字機讀一盤磁帶，持續了兩天。 然而，該技術有效並留下了很大的改進空間。 您可以朝哪個方向移動，以及需要做什麼才能使化學計算機更接近，這些都變得很清楚。
來源： 3dnews.ru