Počítač v kvapke

Vedci z izraelského Weizmanovho inštitútu vied skonštruovali počítač, ktorý ráta pomocou molekúl DNA. Celý komplex je taký malý, že pri izbovej teplote by bilión týchto biologických počítačov mohlo paralelne pracovať na kvapke vodnatého roztoku s veľkosťou desatiny milimetra. Spoločne by vykonali miliardu operácií za sekundu s presnosťou viac ako 99,8 percenta a spotrebovali by menej ako miliardtinu wattu elektrickej energie.

Počítačový pionier Alan Turing už v roku 1936 považoval za možné riešiť matematické úlohy strojom, ktorý by sa skladal iba z písacej a čítacej hlavy, posuvného mechanizmu a z nekonečne dlhej pamäťovej pásky. Páska by mala v každom poli jeden znak použitej abecedy alebo medzeru. Tejto požiadavke zodpovedajú aj molekuly DNA. Ich výhodou v porovnaní s bežnými počítačmi je potenciálne obrovská výpočtová kapacita. Molekulárne procesy sú síce pomalšie ako tie elektronické v kremíkových čipoch, ale výpočty zato môžu prebiehať paralelne a nie za sebou ako doteraz.

Softvér nanopočítača, ktorý vyvinul tím pod vedením Ehuda Shapira, sa skladá z molekúl DNA. Každá z nich je nositeľkou určitej genetickej informácie. Dva prírodné enzýmy, z ktorých jeden DNA na určitých miestach reže a druhý zasa skladá, predstavujú hardvér. Ak sa tieto zložky zmiešajú vo vodnatom roztoku, softvérové a hardvérové molekuly začnú spolupracovať a vytvoria výstupnú a vstupnú molekulu. Vznikne tak jednoduchý počítač, ktorý pracuje len s dvoma molekulárnymi stavmi: nulou a jednotkou. Tento nanopočítač sa dá voľbou v súčasnosti ôsmich softvérových molekúl programovať na vykonanie nenáročných úloh. Jeho najväčšou súčasnou nevýhodou je krátka trvanlivosť pamäťového média a ohraničená programovateľnosť.

(TASR)