ДНК-компьютер. Компьютеры днк
КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР-ЭТО ВАША ДНК? - Истории Земли
Может ли молекула ДНК действительно быть сверхпродвинутым, сверхмощным компьютером? Вот прозрачный намек, чтобы подогреть аппетит перед чтением части 2 статьи “Ваша ДНК меняется!”
“Квантовое вычисление” – модные словечки
Может ли молекула ДНК действительно быть неким видом “компьютерного чипа”? Является ли ДНК сверхпродвинутой технологией, которую бесконечный сверхразум поместил прямо перед нашим носом? Была ли она с нами все время и только ждала нашей расшифровки для создания невообразимо чудесных новых технологий?
Могла ли ДНК быть “машиной” намного более сложной и трудной для инженера-реверсионника, чем кремниевые чипы? (А? Кремниевые чипы “инженера-реверсионника”? Да. Согласно множеству “обличающих” свидетельств, таких как свидетельство полковника Филиппа Корсо, компьютерные чипы впервые были обнаружены на потерпевших крушение НЛО, а затем “созданы от обратного”.)
Постойте… ДНК слишком мала, чтобы быть компьютерным чипом. “Базовые пары” молекулы ДНК “построены” из отдельных атомов! Компьютерные чипы, конечно, крошечные, с миллионами транзисторов, размещенных на одной кремниевой пластинке, но индивидуальные атомы намного-намного-намного меньше.
Если “ДНК-компьютер” уже существует, тогда нам следует его восстановить!
Все любят технические новинки. Если бы молекула ДНК функционировала, как сверхпродвинутый компьютерный чип, тогда в своей работе она бы пользовалась простыми повседневными принципами физики. В этом не было бы ничего загадочного или невозможного. ДНК была бы просто маленькой машинкой, ожидающей анализа и понимания.
Если бы это было так, тогда нам следовало бы открыть принципы этого “компьютера” и создать его от обратного так же, как мы создаем всякие устройства и вещицы! Самые первые устройства, очевидно, были бы намного-намного проще, чем молекула ДНК, и использовали бы только самые базовые аспекты “технологии”. Тем не менее, они бы работали на тех же самых принципах.
Как бы мы это делали?
Молекула ДНК состоит из единичных атомов, организованных в виде двойной спирали. Тогда элементарным “доказательством концепции” нашей кажущейся радикальной идеи было бы то, что ученые создали бы компьютерную цепь из единичных атомов! А теперь подумайте, как бы ее назвать, чтобы привлечь внимание. Как насчет “квантового компьютера”? Фантастика? Факт!
Квантовый компьютер!
Больше об этом вы прочтете в части 2 статьи “Ваша ДНК меняется!” Мы даже можем позаимствовать кое-что из введения, которое вы сейчас читаете, и связать все воедино. Поэтому, пожалуйста, не теряйте терпения.
Вот схема одного из первых прототипов “квантового компьютера”:
(светоотделительная пластина (ответвитель), кристалл BBO, ультрафиолетовый лазер)
А вот реальная фотография (сделанная с помощью сканирующего электронного микроскопа) работающего квантового компьютера, созданного из двух нано размера “лужиц” атомов, которые они называют “кьюбитами” . Он был создан в апреле 2004 года.
Да ну!
Нет! Это не шутка. Это реальный факт.
Кремниевые компьютерные чипы очень маленькие, но все же даже близко не так малы, как “кьюбиты” размером с атом. Представьте компьютер, который в миллиард раз быстрее, чем любой современный компьютер. Все защитно-парольные системы, которые у нас есть сейчас, абсолютно бы устарели:
“Эти компьютеры сделают старомодными кремниевые чипы, как когда-то транзистор сделал устаревшей вакуумную трубку”.
Национальные отделы безопасности были бы очень озабочены. Естественно, им бы хотелось держать эти сведения как можно дальше от средств массовой информации. Это значит, что вы бы ничего не услышали об этом, даже если прогресс будет происходить скачками и прыжками. Хм…, а ведь это уже происходит! Это не фантастика. Это “квантовое вычисление”!
Прыжок к части 2
Если вы хотите почитать о квантовом вычислении, первая ссылка – хорошее введение, особенно для новичков. Мы поделились с вами только отрывком из него.
Не прекращайте чтение. Если ваши глаза начинают уставать от технических терминов, все же продолжайте чтение. Очень важно не покидать нас в этом месте, особенно тогда, когда вы видите, к чему все идет:
http://www.carolla.com/quantum/QuantumComputers.htm
“Такие компьютеры будут не только работать в 1.000.000.000 быстрее, чем современные компьютеры, основанные на кремнии, теоретически они могут работать без потребления энергии. Они вытеснят кремниевый чип, как транзистор вытеснил вакуумную трубку. Поэтому производители кремниевых чипов и компьютеров, Американское правительство и Япония выделяют огромные средства на исследования в области квантовых компьютеров.
Квантовые компьютеры реверсивны, следовательно, теоретически не потребляют энергии. Квантовая реверсивность означает, что эти компьютеры работают бесконечно малыми (обратимыми) шагами, подобно тому, как молекулы духов распыляются из флакона. Квантовые компьютерные программы не “запускаются”, а “развиваются”, поскольку обрабатывают входы и выходы программы. Хм, звучит знакомо?
Скорость квантовых компьютеров подвергает опасности схемы шифрования (компьютерные пароли), которые надеются на непрактично долгое время для расшифровки грубыми силовыми методами. Схемы шифрования (пароли), для угадывания и проверки которых требуются миллионы лет, сейчас уязвимы для квантовых компьютеров, которые могут найти решение в течение года.
Многие правительства, включая наше, пользуются схемами шифрования в целях национальной безопасности. Они проявляют интерес к любой технологии, которая подвергает риску схемы шифрования. В результате, Департамент Морских Исследований, ЦРУ и Управление перспективных исследований и разработок министерства обороны США вкладывают огромные средства в исследование квантовых компьютеров. Управление выделило 5 млн. долларов Институту Информации и Квантовых Вычислений. ЦРУ вложило огромные деньги в обработку больших чисел – фундаментальную часть технологии расшифровки”.
Вы хотите сказать, что квантовый компьютер мог бы “убить” все существующие системы безопасности?
Да. Вышеприведенная цитата подтверждает, что квантовые компьютеры могут и будут сводить на нет все существующие системы безопасности! Это быстро бы превратилось в очень дорогую проблему и рай для супер хакера.
Как вы можете видеть, это очень острая тема, свободно циркулирующая среди помешанных на компьютерах людей и все еще не прорвавшаяся в средства массовой информации. Никто не хочет, чтобы когда-то созданная система паролей вдруг “утонула в воде”. Думаете, ваш пароль так хорош, что его никто не взломает даже за миллион лет. Догадываетесь, что сейчас у вас есть год и даже меньше, прежде чем его взломают.
И помните, что ваша ДНК может оказаться гораздо более сложной, чем эти маленькие квантовые компьютеры!
А сейчас для ярых поклонников квантовой физики…
Если вы видели кинофильм “Что мы вообще знаем?!” или интересуетесь областями, где наука стыкуется с метафизикой, тогда вы, возможно, слышали, насколько странной на самом деле является квантовая физика.
Субатомные энергетические пакеты могут действовать как частицы И как волны… одновременно! Если вы покопаетесь в архивах Дэвида и его книге Божественный Космос , то начнете находить ответы на это кажущееся противоречие. Сейчас вы можете его не понять, но поймете по мере продолжения чтения.
Гиперпространственная энергия
Дело в том, что мы живем в двух параллельных реальностях. Одну из них мы бы назвали “трехмерной”, а другую – “гиперпространственной”. Эти две реальности непрерывно обмениваются энергией друг с другом. На самом деле, без самой энергии (которую древние называли “эфиром”) пространство и время не существовали бы. Эта энергия определяет и пространство, и время. Без нее нечего было бы измерять. Ни пространства, ни времени.
А сейчас, если это еще не свело вас с ума, мы будем иметь дело с тем фактом, что и пространство, и время – трехмерны. Это “Святой Грааль” физики единого поля. Первыми в нее заглянули Рудольф Штайнер и Уолтер Рассел. А Дьюи Ларсон первым выдвинул исчерпывающую рабочую теорию, разрешающую все проблемы и противоречия квантовой физики.
Ларсон назвал ее Теорией Обратной Системы (Reciprocal System Theory). Эта теория была поддержана как особо точная серией книг Закон Одного, на которые в книге Божественный Космос мы постоянно ссылаемся как на невероятно обширный источник.
Каждый раз, когда вы видите сон, вы путешествуете в параллельную реальность. И туда же вы уходите после смерти. Люди, которые видят привидения, видят проступание этой параллельной реальности.
Наука не хочет приниматься за эти концепции, поскольку у нее нет для них модели. Мы считаем, что такая модель станет “общеизвестной”, как только люди начнут усиленно изучать скорость. В какой-то момент это выльется в книгу, в которой мы объясним все с помощью одной Грандиозной Теории. А пока, чтобы действительно все понять, вам следует познакомиться с другими статьями на этом сайте. Вы можете поискать обсуждение темы “время-пространство”, зайдя в “Start Here”, а затем в “Search” наверху страницы
xn--e1adcaacuhnujm.xn--p1ai
ДНК-компьютер — википедия фото
В 1994 году Леонард Адлеман, профессор университета Южной Калифорнии, продемонстрировал, что с помощью пробирки с ДНК можно весьма эффективно решать классическую комбинаторную «задачу о коммивояжере» (кратчайший маршрут обхода вершин графа). Классические компьютерные архитектуры требуют множества вычислений с опробованием каждого варианта.
Метод ДНК позволяет сразу сгенерировать все возможные варианты решений с помощью известных биохимических реакций. Затем возможно быстро отфильтровать именно ту молекулу-нить, в которой закодирован нужный ответ.
Проблемы, возникающие при этом:
- Требуется чрезвычайно трудоёмкая серия реакций, проводимых под тщательным наблюдением.
- Существует проблема масштабирования задачи.
Биокомпьютер Адлемана отыскивал оптимальный маршрут обхода для 7 вершин графа. Но чем больше вершин графа, тем больше биокомпьютеру требуется ДНК-материала.
Было подсчитано, что при масштабировании методики Адлемана для решения задачи обхода не 7 пунктов, а около 200, масса количества ДНК, необходимого для представления всех возможных решений превысит массу нашей планеты.
В 2002 году исследователи из Института Вейцмана в Реховоте, Израиль, представили программируемую молекулярную вычислительную машину, состоящую из ферментов и молекул ДНК.[источник не указан 1415 дней] 28 апреля 2004 года, Эхуд Шапиро, Яаков Бененсона, Биньямин Гил, Ури Бен-Дор и Ривка Адар из Института Вейцмана сообщили в журнале «Nature» о создании ДНК-компьютера с модулем ввода-вывода данных. [источник не указан 1415 дней]
В январе 2013 года исследователи смогли записать в ДНК-коде несколько фотографий JPEG, набор шекспировских сонетов и звуковой файл.[источник не указан 1415 дней][значимость факта?]
В марте 2013 года исследователи создали транскриптор (биологический транзистор).[источник не указан 1415 дней]
Нити ДНК имеют в своём составе четыре азотистых основания: цитозин, гуанин, аденин, тимин. Их последовательность кодирует информацию. С помощью ферментов эту информацию можно изменять: полимеразы достраивают цепочки ДНК, а нуклеазы их разрезают и укорачивают. Некоторые ферменты способны разрезать и соединять цепи ДНК в местах, указываемых другими ферментами — лигазами. Таким образом, ДНК-компьютеры могут хранить и обрабатывать информацию. Также, химические реакции на разных частях молекул проходят независимо, параллельно, что обеспечивает высокую скорость вычислений. [1]
Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро — технология многоцелевого ДНК-компьютера, разрабатываемая израильским профессором Эхудом Шапиро (англ.)русск. и Яаковом Бененсоном из Вейцмановского института.
Его основой являются уже известные свойства биомолекул, таких как ДНК и ферменты. Функционирование ДНК-компьютера сходно с функционированием теоретического устройства, известного в математике как «конечный автомат» или машина Тьюринга.
org-wikipediya.ru
ДНК-компьютер — википедия орг
В 1994 году Леонард Адлеман, профессор университета Южной Калифорнии, продемонстрировал, что с помощью пробирки с ДНК можно весьма эффективно решать классическую комбинаторную «задачу о коммивояжере» (кратчайший маршрут обхода вершин графа). Классические компьютерные архитектуры требуют множества вычислений с опробованием каждого варианта.
Метод ДНК позволяет сразу сгенерировать все возможные варианты решений с помощью известных биохимических реакций. Затем возможно быстро отфильтровать именно ту молекулу-нить, в которой закодирован нужный ответ.
Проблемы, возникающие при этом:
- Требуется чрезвычайно трудоёмкая серия реакций, проводимых под тщательным наблюдением.
- Существует проблема масштабирования задачи.
Биокомпьютер Адлемана отыскивал оптимальный маршрут обхода для 7 вершин графа. Но чем больше вершин графа, тем больше биокомпьютеру требуется ДНК-материала.
Было подсчитано, что при масштабировании методики Адлемана для решения задачи обхода не 7 пунктов, а около 200, масса количества ДНК, необходимого для представления всех возможных решений превысит массу нашей планеты.
В 2002 году исследователи из Института Вейцмана в Реховоте, Израиль, представили программируемую молекулярную вычислительную машину, состоящую из ферментов и молекул ДНК.[источник не указан 1415 дней] 28 апреля 2004 года, Эхуд Шапиро, Яаков Бененсона, Биньямин Гил, Ури Бен-Дор и Ривка Адар из Института Вейцмана сообщили в журнале «Nature» о создании ДНК-компьютера с модулем ввода-вывода данных. [источник не указан 1415 дней]
В январе 2013 года исследователи смогли записать в ДНК-коде несколько фотографий JPEG, набор шекспировских сонетов и звуковой файл.[источник не указан 1415 дней][значимость факта?]
В марте 2013 года исследователи создали транскриптор (биологический транзистор).[источник не указан 1415 дней]
Нити ДНК имеют в своём составе четыре азотистых основания: цитозин, гуанин, аденин, тимин. Их последовательность кодирует информацию. С помощью ферментов эту информацию можно изменять: полимеразы достраивают цепочки ДНК, а нуклеазы их разрезают и укорачивают. Некоторые ферменты способны разрезать и соединять цепи ДНК в местах, указываемых другими ферментами — лигазами. Таким образом, ДНК-компьютеры могут хранить и обрабатывать информацию. Также, химические реакции на разных частях молекул проходят независимо, параллельно, что обеспечивает высокую скорость вычислений. [1]
Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро — технология многоцелевого ДНК-компьютера, разрабатываемая израильским профессором Эхудом Шапиро (англ.)русск. и Яаковом Бененсоном из Вейцмановского института.
Его основой являются уже известные свойства биомолекул, таких как ДНК и ферменты. Функционирование ДНК-компьютера сходно с функционированием теоретического устройства, известного в математике как «конечный автомат» или машина Тьюринга.
www-wikipediya.ru
ДНК-компьютер Википедия
В 1994 году Леонард Адлеман, профессор университета Южной Калифорнии, продемонстрировал, что с помощью пробирки с ДНК можно весьма эффективно решать классическую комбинаторную «задачу о коммивояжере» (кратчайший маршрут обхода вершин графа). Классические компьютерные архитектуры требуют множества вычислений с опробованием каждого варианта.
Метод ДНК позволяет сразу сгенерировать все возможные варианты решений с помощью известных биохимических реакций. Затем возможно быстро отфильтровать именно ту молекулу-нить, в которой закодирован нужный ответ.
Проблемы, возникающие при этом:
- Требуется чрезвычайно трудоёмкая серия реакций, проводимых под тщательным наблюдением.
- Существует проблема масштабирования задачи.
Биокомпьютер Адлемана отыскивал оптимальный маршрут обхода для 7 вершин графа. Но чем больше вершин графа, тем больше биокомпьютеру требуется ДНК-материала.
Было подсчитано, что при масштабировании методики Адлемана для решения задачи обхода не 7 пунктов, а около 200, масса количества ДНК, необходимого для представления всех возможных решений превысит массу нашей планеты.
В 2002 году исследователи из Института Вейцмана в Реховоте, Израиль, представили программируемую молекулярную вычислительную машину, состоящую из ферментов и молекул ДНК.[источник не указан 1446 дней] 28 апреля 2004 года, Эхуд Шапиро, Яаков Бененсона, Биньямин Гил, Ури Бен-Дор и Ривка Адар из Института Вейцмана сообщили в журнале «Nature» о создании ДНК-компьютера с модулем ввода-вывода данных. [источник не указан 1446 дней]
В январе 2013 года исследователи смогли записать в ДНК-коде несколько фотографий JPEG, набор шекспировских сонетов и звуковой файл.[источник не указан 1446 дней][значимость факта?]
В марте 2013 года исследователи создали транскриптор (биологический транзистор).[источник не указан 1446 дней]
Нити ДНК имеют в своём составе четыре азотистых основания: цитозин, гуанин, аденин, тимин. Их последовательность кодирует информацию. С помощью ферментов эту информацию можно изменять: полимеразы достраивают цепочки ДНК, а нуклеазы их разрезают и укорачивают. Некоторые ферменты способны разрезать и соединять цепи ДНК в местах, указываемых другими ферментами — лигазами. Таким образом, ДНК-компьютеры могут хранить и обрабатывать информацию. Также, химические реакции на разных частях молекул проходят независимо, параллельно, что обеспечивает высокую скорость вычислений. [1]
Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро — технология многоцелевого ДНК-компьютера, разрабатываемая израильским профессором Эхудом Шапиро (англ.)русск. и Яаковом Бененсоном из Вейцмановского института.
Его основой являются уже известные свойства биомолекул, таких как ДНК и ферменты. Функционирование ДНК-компьютера сходно с функционированием теоретического устройства, известного в математике как «конечный автомат» или машина Тьюринга.
ruwikiorg.ru
ДНК-компьютер Вики
ДНК-компьютер — вычислительная система, использующая вычислительные возможности молекул ДНК.
История[ | код]
В 1994 году Леонард Адлеман, профессор университета Южной Калифорнии, продемонстрировал, что с помощью пробирки с ДНК можно весьма эффективно решать классическую комбинаторную «задачу о коммивояжере» (кратчайший маршрут обхода вершин графа). Классические компьютерные архитектуры требуют множества вычислений с опробованием каждого варианта.
Метод ДНК позволяет сразу сгенерировать все возможные варианты решений с помощью известных биохимических реакций. Затем возможно быстро отфильтровать именно ту молекулу-нить, в которой закодирован нужный ответ.
Проблемы, возникающие при этом:
- Требуется чрезвычайно трудоёмкая серия реакций, проводимых под тщательным наблюдением.
- Существует проблема масштабирования задачи.
Биокомпьютер Адлемана отыскивал оптимальный маршрут обхода для 7 вершин графа. Но чем больше вершин графа, тем больше биокомпьютеру требуется ДНК-материала.
Было подсчитано, что при масштабировании методики Адлемана для решения задачи обхода не 7 пунктов, а около 200, масса количества ДНК, необходимого для представления всех возможных решений превысит массу нашей планеты.
В 2002 году исследователи из Института Вейцмана в Реховоте, Израиль, представили программируемую молекулярную вычислительную машину, состоящую из ферментов и молекул ДНК.[источник не указан 1446 дней] 28 апреля 2004 года, Эхуд Шапиро, Яаков Бененсона, Биньямин Гил, Ури Бен-Дор и Ривка Адар из Института Вейцмана сообщили в журнале «Nature» о создании ДНК-компьютера с модулем ввода-вывода данных. [источник не указан 1446 дней]
В январе 2013 года исследователи смогли записать в ДНК-коде несколько фотографий JPEG, набор шекспировских сонетов и звуковой файл.[источник не указан 1446 дней][значимость факта?]
В марте 2013 года исследователи создали транскриптор (биологический транзистор).[источник не указан 1446 дней]
Принцип работы[ | код]
Нити ДНК имеют в своём составе четыре азотистых основания: цитозин, гуанин, аденин, тимин. Их последовательность кодирует информацию. С помощью ферментов эту информацию можно изменять: полимеразы достраивают цепочки ДНК, а нуклеазы их разрезают и укорачивают. Некоторые ферменты способны разрезать и соединять цепи ДНК в местах, указываемых другими ферментами — лигазами. Таким образом, ДНК-компьютеры могут хранить и обрабатывать информацию. Также, химические реакции на разных частях молекул проходят независимо, параллельно, что обеспечивает высокую скорость вычислений. [1]
Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро[ | код]
Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро — технология многоцелевого ДНК-компьютера, разрабатываемая израильским профессором Эхудом Шапиро (англ.)русск. и Яаковом Бененсоном из Вейцмановского института.
Его основой являются уже известные свойства биомолекул, таких как ДНК и ферменты. Функционирование ДНК-компьютера сходно с функционированием теоретического устройства, известного в математике как «конечный автомат» или машина Тьюринга.
См. также[ | код]
Примечания[ | код]
Ссылки[ | код]
ru.wikibedia.ru
ДНК вычислений | | Современные компьютеры
Комп & # 39; Компьютеры, по определению, представляют собой машины, которые получают вход, манипулируют и сохраняют вход, и производят выход. Они быстро выросли по размеру и мощности обработки. Как известно, комп & # 39; Компьютеры состоят из интегральных микросхем, преимущественно из кремния однако комп & # 39; Компьютер никогда не считается «живым». Технологические достижения, хотя могли бы использовать строительные блоки нашего генома при создании комп & # 39; ютерних процессоров и хранения данных, а скорость обработки катапульты к непонятным уровней, невозможна сегодняшним стандартам.
Расчет ДНК является альтернативой тому, как комп & # 39; Компьютеры работают сегодня. Несмотря на то, что эта технология не является легкодоступной или ее производят массово, теория за ней довольно старая, а разработка продолжается и ускоряется. Такие компании, как IBM, пытаются использовать ДНК для производства следующего поколения процессоров.
Прежде чем обсудить, как ДНК может использоваться в комп & # 39; компьютеров, важно сначала понять основную структуру молекулы ДНК. ДНК является двухцепочечной спирали, где две нити н & # 39; связанные базирующимися парами аминокислот, из общим названием A, T, C и G. В одной двоичной спиральной нити есть миллионы этих с & # 39; соединений, которые ограничены, поскольку они только с & # 39; объединяют от А до Т и C до G. Эти аминокислоты существенно заменили бинарный код 1 и 0, которые используются на комп & # 39; компьютеров сегодня. Базовые пары аминокислот разделены на 33 нм. Чтобы поставить размер в перспективу, ДНК микросхема может быть построена в 2-нанометровому масштабе, когда текущий верхний чип линии построен с 45-нанометровому узлом. Чтобы поставить это другим способом, есть около 1 миллиона гигабит данных на квадратный дюйм ДНК. Эта цифра объясняет, почему идею разрабатывают такие компании, как IBM, поскольку это в 2000 раз превышает наши существующие системы хранения данных. Дженнифер Ча, как биохимик в IBM, отметил, что "там нет ничего, что мы можем это сделать".
В 1994 году Адлеман, профессор Университета Южной Калифорнии впервые представил эту теорию в статье в журнале Science. Адлеман обсудил использования молекулы ДНК в исчислении и продемонстрировал, как его можно использовать для решения проблемы семиточечной гамильтонового пути.
Короче говоря, Путь Гамильтона — это простежний путь, который посещает каждую вершину или точку, когда с начальной и конечной точками. Хотя это может показаться простым в теории, это действительно является сложной проблемой для решения. Чтобы упростить это, нужно было только попробовать разобрать кратчайший путь к десяти крупнейших городов Великобритании только один раз, поэтому надо будет проанализировать более 3,5 миллиона маршрутов. Если этот пример был протестирован с помощью одного процессора, каждый из 3500000 сценариев нужно было вычислять по одному, а потом будет избран Гамильтонський путь.
Вместо того, чтобы использовать десять вершин, Адлеман использовал семь для своего эксперимента. Он кодировал все возможные решения, как правильные, так и некорректные, в большом количестве ДНК. Он обозначил каждый из семи городов в четырех символьных сочетаниях пар оснований аминокислот, найденных в ДНК. Примером одного городского индикатора будет TCGG. Смешивая все молекулы в пробирке, он создал все комбинации ДНК или ответ, возможно для данной загадки. Теоретически это позволило одновременно обрабатывать, чтобы найти правильное решение, поскольку ДНК-нити развивались не последовательно, а одновременно. Через серию химических реакций, Адлеман смог удалить неверные ответы и мог оставить только те нити, представляющие правильный путь Гамильтона.
Учитывая этот шаг дальше, команда американских ученых из университетов по всей стране недавно смогла инженеруваты бактерии, чтобы решить проблему Гамильтона. Их исследование было сообщено в статье в июле 2009 г.. В журнале биологической инженерии. Начальное исследование Адлемана, использование биологического компьютера & # 39; ютера позволило продолжить увеличение вычислительной мощности через процесс деления клеток.
Ученые этого эксперимента использовали три вершины для их анализа. Используя бактерию Escherichia coli, которую обычно называют E-coli, вершины были собраны с использованием комбинации генов, ответственных за или флуоресцирующий зеленый или красный цвет. При случайном перемешивании ДНК правильный ответ или маршрут приведет к тому, что бактерии будут светить оба цвета, придавая ей желтый цвет. Результаты были верифицированы учеными, обеспечивая последовательность ДНК желтых бактерий вследствие генотипов, представляющие путь Гамильтона.
Как видно из эксперимента с бактериальным исчислением и эксперимента Adleman, существует несколько недостатков с исчислением ДНК. Главным недостатком является необходимость вмешательства человека. Программирование входов для комп & # 39; ютера ДНК является сложным процессом. Ученые, ответственные за построение бактериального комп & # 39; ютера, должны сначала кодировать структуру ДНК для отображения 3 случайных вершин. Адлеман пришлось сначала создать строки ДНК для представления 7 вершин для его эксперимента. Анализ результатов также требует человеческого толкования. Адлеман нужно было создать серию химических реакций, чтобы абстрагировать струны Гамильтона, тогда как ученым в биологическом комп & # 39; Компьютерная эксперименте нужно было проверить желтые бактерии.
Итак, что же может сделать компьютер & # 39; Компьютер ДНК? Очевидно, что ученые не просто пытаются найти лучший способ решить проблему Гамильтона, а также не планируется, чтобы домашний компьютер & # 39; Компьютер заменялся процессорами, работающими на ДНК. Концепция вычислений ДНК очень обсуждаемой темой. До сих пор достигнуты исследования и разработки могут открыть наш мир к новому классу вычислительных устройств. Одной из обсуждаемых вопросов является возможность применения крошечных комп & # 39; компьютеров ДНК внутри тела, чтобы помочь контролировать и предотвращать заболевания. Комп & # 39; Компьютер будет анализировать условия и принимать решения, исходя из их выводов. Теоретически крошечный компьютер & # 39; Компьютер ДНК сможет высвободить лекарства или убивать больные клетки. Новые процессоры также могли бы занять место современных суперкомпьютер & # 39; компьютеров, которые используются для сшивания данных в крупных корпорациях, научных лабораториях и государственных учреждениях. Процессоры, которым приходится сталкиваться с вычислительным годом, могут сократить время обработки на долю того, что в настоящее время.
ДНК может также оказаться гораздо более дешевой альтернативой нашей текущей технологии хранения данных. Один грамм генетического материала, размер которого составляет один кубический сантиметр может содержать эквивалент 1 триллиона компакт-дисков. В статье 2002 Business Week предполагаемая стоимость последовательности ДНК, необходимой для вычисления, составляла 30 долларов США по сравнению с чипом Intel Pentium 4 на сумму $ 500
Использование ДНК вычислений может в конечном счете опускать закон Мура. Леонард Олдеман, отец первой витвирнои работы по выявлению ДНК, сказал, что "ДНК устанавливает план жизни в течение нескольких миллиардов лет. Относительно молодая тема — это другой подход к технологиям, который мы сейчас используем нет. Новая область исследований сочетает изучение энзимологии, нанотехнологий, синтетической химии и информатики. Адлеман считает, и надеется, что исследования, он начал более 15 лет назад, могут об & # 39; объединить изучение математики и биологии и обеспечивать подобную направленность Прогресс проявился во время п омилкы ренессанса ученых, таких как Леонардо да Винчи и Галилей.
[ad_2]security-technology.ru
ДНК-компьютер - Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
ДНК-компьютер — вычислительная система, использующая вычислительные возможности молекул ДНК.
История[ | ]
В 1994 году Леонард Адлеман, профессор университета Южной Калифорнии, продемонстрировал, что с помощью пробирки с ДНК можно весьма эффективно решать классическую комбинаторную «задачу о коммивояжере» (кратчайший маршрут обхода вершин графа). Классические компьютерные архитектуры требуют множества вычислений с опробованием каждого варианта.
Метод ДНК позволяет сразу сгенерировать все возможные варианты решений с помощью известных биохимических реакций. Затем возможно быстро отфильтровать именно ту молекулу-нить, в которой закодирован нужный ответ.
Проблемы, возникающие при этом:
- Требуется чрезвычайно трудоёмкая серия реакций, проводимых под тщательным наблюдением.
- Существует проблема масштабирования задачи.
Биокомпьютер Адлемана отыскивал оптимальный маршрут обхода для 7 вершин графа. Но чем больше вершин графа, тем больше биокомпьютеру требуется ДНК-материала.
Было подсчитано, что при масштабировании методики Адлемана для решения задачи обхода не 7 пунктов, а около 200, масса количества ДНК, необходимого для представления всех возможных решений превысит массу нашей планеты.
В 2002 году исследователи из Института Вейцмана в Реховоте, Израиль, представили программируемую молекулярную вычислительную машину, состоящую из ферментов и молекул ДНК.[источник не указан 1080 дней] 28 апреля 2004 года, Эхуд Шапиро, Яаков Бененсона, Биньямин Гил, Ури Бен-Дор и Ривка Адар из Института Вейцмана сообщили в журнале «Nature» о создании ДНК-компьютера с модулем ввода-вывода данных. [источник не указан 1080 дней]
В январе 2013 года исследователи смогли записать в ДНК-коде несколько фотографий JPEG, набор шекспировских сонетов и звуковой файл.[источник не указан 1080 дней][значимость факта?]
В марте 2013 года исследователи создали транскриптор (биологический транзистор).[источник не указан 1080 дней]
Принцип работы[ | ]
Нити ДНК имеют в своём составе четыре азотистых основания: цитозин, гуанин, аденин, тимин. Их последовательность кодирует информацию. С помощью ферментов эту информацию можно изменять: полимеразы достраивают цепочки ДНК, а нуклеазы их разрезают и укорачивают. Некоторые ферменты способны разрезать и соединять цепи ДНК в местах, указываемых другими ферментами — лигазами. Таким образом, ДНК-компьютеры могут хранить и обрабатывать информацию. Также, химические реакции на разных частях молекул проходят независимо, параллельно, что обеспечивает высокую скорость вычислений. [1]
Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро[ | ]
Конечный биоавтомат Бененсона-Шапиро — технология многоцелевого ДНК-компьютера, разрабатываемая израильским профессором Эхудом Шапиро (англ.) и Яаковом Бененсоном из Вейцмановского института.
Его основой являются уже известные свойства биомолекул, таких как ДНК и ферменты. Функционирование ДНК-компьютера сходно с функционированием теоретического устройства, известного в математике как «конечный автомат» или машина Тьюринга.
См. также[ | ]
Примечания[ | ]
Ссылки[ | ]
encyclopaedia.bid
