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中科院团队打造DNA计算机成功算出900的平方根

文/责任编辑NO。石雅莉03212020-01-19 16:14:39  查看次数:2331  

编者按:本文来自微信大众号“新智元”(ID:AI_era),来历:Gizmodo,修改:大明,36氪经授权发布

近来,中科院长春光机所中美联合光子试验室团队打造出“DNA核算机”,运用DNA链的存在或缺失表明二进制数0或1,用电子核算机相同的逻辑算出了900的平方根。向替代硅基核算机的“DNA核算机”的诞生迈出坚实一步。

实际上,早在1994年,就有生物学家就提议运用遗传资料进行核算。自那时以来,科学家们现已找到了在DNA中存储并操作信息位的办法,操作办法和逻辑与电子核算机类似。

可是,最近在Wiley旗下闻名资料学期刊Small上宣布的一篇论文以为,曩昔很难将这个逻辑集成到能够履行困难的数学运算的电路中。这项研讨研讨人员以为,他们的渠道向着能够替代硅的DNA的核算机迈出的一步。

中科院长春光机所中美联合光子试验室主任、罗彻斯特大学教授,此文通讯作者郭春雷表明:“现在 DNA核算仍处于起步阶段,但有望处理当时硅基核算机难以处理,乃至无法处理的问题。”

他们打造的DNA核算机绝大多数都是一小瓶定制的DNA链,用来与作为输入的更多定制DNA链衔接,然后依据存在的DNA链,运用最多五个不同波长的光进行发光操控。

用DNA链的存在或缺失,表明二进制“1”和“0”

咱们平常运用的核算机将位表明为晶体管中是不是真的存在电压,而该DNA核算机体系将每个仅有位表明为是不是真的存在完好的相应DNA链。

这在某种程度上预示着要核算1的平方根,只需放入链A,可是核算484的平方根(用二进制表明为0111100100)将需求放入链C,F,G,H和I,以表明“1”,去除链A,B,D,E和J,以表明“0”。

依据这些输入,渠道会宣布五种或许的光波长(蓝色,橙色,黄色,赤色和绿色)中的一个或多个发光,别离代表五位数字的输出。这些波长的存在与否,别离代表二进制数字1和0。

因而,假如以核算484的平方根为例,输入0111100100(加上C,F,G,H和I链代表“1”,去掉A,B,D,E和J链以表明“0”),成果输出为蓝、黄和红亮光,但绿和橙光不亮,这代表五位二进制数“10110”(即为十进制的“22”,484的平方根)。

10个二进制数字最多能够表明十进制的1023。研讨人员能够核算出最多900的平方根,这是现在该体系能够表明的最大彻底平方数。

这个体系不是核算器,不能做数学运算;这是一个单一用处的体系,它运用表格将一系列DNA链转换为相应的光形式。一起也是将DNA转化为核算机的几种不同办法之一。其他办法包含酶或自拼装DNA链等。

可是,这样的体系很难创立,要求每个输入都通过特别编码,以避免与其他输入发作反响或发生过错的成果。研讨人员期望有一天,根据这一规划概念,他们能够履行更杂乱的数学运算。

参阅链接:

https://gizmodo.com/using-a-dna-based-computer-scientists-get-the-square-r-1841070157

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201903489