새 DNA 컴퓨터는 최대 900의 제곱근을 계산할 수 있습니다.

현재 Intel 및 AMD와 같은 회사는 DNA 분자보다 10배 더 넓은 10나노미터 크기의 트랜지스터를 대량 생산하고 있습니다.

그러나 이러한 트랜지스터가 얻을 수 있는 크기에는 한계가 있습니다. 우리는 더 이상 더 작고 더 효율적인 전자 기기를 계속해서 만들 수 없는 지경에 이르게 될 것입니다.

실리콘 기반 컴퓨터 기술에 대한 유망한 대안 중 하나는 생화학, DNA 및 분자 생물학 하드웨어를 사용하는 DNA 컴퓨팅입니다. 이 분야는 아직 초기 단계이지만 기존 컴퓨터가 처리할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 큰 가능성이 있습니다.

지금까지 과학자들은 몇 가지 기본적인 논리 기능을 수행할 수 있는 수십 개의 논리 게이트로 구성된 DNA 기반 회로를 시연했습니다. 그러나 복잡한 수학 연산을 실현할 수 없습니다.

이제 로체스터 대학의 연구원들은 최대 900까지의 제곱근(정수만)의 제곱근을 계산할 수 있는 시험관의 DNA 가닥으로 컴퓨터를 개발했습니다.

이것은 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49…784, 841, 900의 제곱근을 찾을 수 있음을 의미합니다. 이것은 DNA 서열을 설계하고 DNA 가닥 변위 반응을 프로그래밍함으로써 달성됩니다.

참조:소형 | DOI:10.1002/smll.201903489

DNA 가닥 변위를 통해 10비트 제곱근 논리 회로를 구현하기 위해 연구팀은 세 가지 분자 빌딩 블록을 개발했습니다.

1) 인지 모듈: 입력은 하나 또는 두 개의 특정 DNA 나노 지표를 인식하도록 인코딩됩니다. 간단히 말해서, 숫자는 10개의 빌딩 블록의 조합을 사용하여 DNA에 인코딩됩니다. 다른 조합은 형광 마커와 연결된 다른 숫자를 나타냅니다.

2) 바이오컴퓨팅 모듈: 10비트 제곱근은 서로 다른 입력 조합과 반응 플랫폼 간의 혼성화 반응을 사용하여 구현됩니다. 형광 신호를 변경합니다. 그런 다음 색상에서 원래 숫자의 제곱근을 추출합니다.

3) 정의 모듈: 이 모듈은 10비트 제곱근 논리 회로의 구현을 보여주기 위해 형광 신호로 출력을 임계값으로 설정하는 데 필요합니다.

출력 피드백을 통해 입력 신호를 최적화하는 것도 가능합니다. 이렇게 하면 더 복잡한 논리 연산에서 성능이 향상됩니다.

이 DNA 컴퓨터는 DNA의 고유한 구조적 프로그램 가능성과 강력한 데이터베이스를 제공하여 복잡한 컴퓨팅 회로와 새로운 기능 장치의 개발을 위한 새로운 길을 열어줍니다.

연구팀은 동일한 기술을 사용하여 아날로그 또는 디지털 신호를 시뮬레이션하여 정수의 제곱근을 계산하는 대신 더 넓은 범위의 제곱근 계산을 수행할 것입니다.

읽기:Microsoft는 완전히 자동화된 DNA 데이터 저장소를 구축했습니다.

전반적으로 이 연구는 생명 공학 및 생명 공학에 적용할 수 있는 보다 보편적인 방법을 제공합니다. 그리고 연구자들은 DNA 컴퓨터가 결국에는 방대한 데이터 처리와 복잡한 계산을 위해 실리콘 기반 컴퓨터를 대체할 것이라고 믿습니다.

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