快科技9月18日消息,爱尔兰梅努斯大学的研究团队近日在分子计算领域取得重大突破,研制出全球首个能够自主执行加法、乘法和除法运算的DNA计算机。
与以往需要复杂人工干预的方案不同,该系统在启动后即可像量子退火一样自行得出结果,无需持续的外部电源支持。
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传统的DNA计算往往面临能耗高、过程不可控等难题,此次研究人员引入了热力学计算原理,利用DNA短链围绕长链分子的自组装机制进行编程。
系统在经过一次初始加热启动后,分子会自动向能量最低的稳定状态重组,而最终形成的分子配置即为运算的答案。
在实际测试中,这台DNA计算机展示了极高的任务灵活性,处理简单的数学运算仅需约30秒,而面对复杂的100位数字加法(数值范围达数千万)时,系统则耗时约14小时才得出结果。
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值得关注的是,该研究解决了DNA计算溶液一次性的痛点,实验数据显示,同一份DNA溶液可以支持数十次连续运算而性能不下降,无需像以往那样每次都重新配置实验环境。
虽然目前这类DNA计算机仍处于实验室研发阶段,在运算速度的规模化提升和复杂反应的精确控制上还存在不少障碍。
但该技术现阶段目标并非要取代传统的电子计算机,而是为了在生物医疗、体内传感等电子芯片难以触达的领域开辟新赛道。
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