ساخت کامپیوتر با استفاده از مولکول DNA

طرحی تئوری که برای دهه‌ها توجه دانشمندان را به خود جلب کرده بود، به‌تازگی یک گام دیگر به واقعیت نزدیک‌تر شده است. گروهی از دانشمندان دانشگاه منچستر با سرپرستی پروفسور راس دی. کینگ یک دستگاه جدید محاسباتی ساخته‌اند که روند کار آن مبتنی بر DNA است. اگر تعریف شما از DNA به‌عنوان کدی برای ایجاد زندگی است، در آن صورت خیلی دشوار نخواهد بود که پی ببرید چنین ماده‌ای توان آن را دارد که کاربردهای دیگری نیز داشته باشد. همان‌طور که چهار پروتئین مهم موجود در DNA می‌توانند ترکیب شوند و به گلبول‌های سفید خون فرمان حمله به آلودگی بدهند یا اینکه باعث رویش و رشد مو شوند؛ به همین ترتیب این پروتئین‌ها می‌توانند از نظر تئوری به‌منظور تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از داده‌های مربوط به آب و هوا یا موارد دیگر به کار گرفته شوند.

کامپیوترهای کنونی از تعدادی متناهی پردازنده برای انجام این نوع اعمال استفاده می‌کنند. دستگاهی که از مولکول‌های DNA استفاده کند، می‌تواند کارکرد بیشتری به‌منظور انجام بسیاری از محاسبات به‌طور هم‌زمان، از خود نشان دهد؛ کارکردی که در ظاهر بدون محدودیت به نظر می‌رسد. کامپیوترهای کوانتومی با اینکه هنوز در مراحل ابتدایی خود هستند، باز هم می‌توانند عملیات مورد نظر را به‌صورت هم‌زمان پردازش کنند؛ با این حال هنوز نیاز به اعمال تنظیمات خاصی برای انجام این کار دارند؛ تنظیماتی که سودمندی مطلوب کامپیوترهای کوانتومی را محدود می‌کند. نکته‌ی جالب در مورد کامپیوترهای ساخته‌شده بر مبنای DNA این است که محدودیت‌های موجود در کامپیوترهای کوانتومی را ندارند. پروفسور کینگ در گفتگو با پایگاه Popular Mechanics در این باره چنین توضیح داد:

تصور کنید که یک کامپیوتر در حال جستجوی یک پیچ‌راه (ماز یا maze) است و در این روند به یک نقطه‌ی انتخاب می‌رسد. انتخاب‌ها شامل یک مسیر منتهی به سمت چپ و دیگری هم مسیری منتهی به سمت راست اهستند. کامپیوترهای الکترونیکی نیاز دارند تا انتخاب کنند که اول باید کدام مسیر را دنبال کنند. اما کامپیوترهای جدید ما نیاز به انتخاب یک مسیر ندارند؛ برای اینکه آن‌ها می‌توانند خود را به‌نوعی تکثیر کنند و هر دو مسیر را در یک زمان دنبال کنند و در نتیجه قادر باشند پاسخ مورد نظر را به‌صورت سریع‌تری پیدا کنند.

 اگر در یک مک‌بوک به‌جای سیلیکون از مولکول‌های DNA استفاده شود؛ به‌عنوان مثال، این دستگاه دارای قدرت پردازشی به مقدار هزار برابر مقدار فعلی خواهد شد و در عین حال از انرژی به‌مراتب کمتری استفاده خواهد کرد. البته بدیهی است که قرار نیست کمپانی اپل در مدل بعدی مک‌بوک پروی خود از مولکول‌های DNA استفاده کند؛ در واقع قرار نیست این اتفاق به این زودی‌ها رخ دهد. اما به هر حال کار پژوهشگران دانشگاه منچستر یک گام یلند به‌سوی ساخت دستگاه‌های محاسباتی کارآمدتر و با سرعت بیشتر در آینده به شمار می‌رود.