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超低能耗的生物计算机有望问世

来源:解放军报 浏览次数:2次 发布时间:2022-08-06

来源标题:超低能耗的生物计算机有望问世
计算机是信息化时代的突出标志,它的出现极大地改变了人们学习、工作、生活方式。今天,伴随着笔记本电脑和智能手机的流行,供个人使用的计算机正在实现从“大块头”向小型化、微型化的发展。
但是,与计算机的小型化、微型化和功能多样化的趋势不相适应的是,其计算速度和能耗未能同步跟上发展“节奏”。起初,人们普遍认为,随着计算机芯片的微型化,计算机耗能将随之降低。但在实际运用中发现,面对海量数据的计算机仍然需要消耗更多的能量来维持计算。
近日,据媒体报道,德国德累斯顿工业大学的研究人员制造出一台基于芯片的生物计算机,利用在通道中移动的分子来完成计算任务。有科学家说,以分子为单位的生物计算机有望快速解决以往需要花费大量时间解决的数据组合问题,且能耗是传统计算机的万分之一。
生物计算机的芯片由玻璃制成,填充芯片的流体包含了驱动蛋白分子和微管等。通常情况下,微管相当于细胞内部“支架”,驱动蛋白沿着微管输送分子。但是这一生物计算机芯片中恰恰相反,微管是在驱动蛋白上活动的。当所有微管同时移动时,计算机就能同时执行多个计算任务。
科学证实,微管非常小,1克流体可以容纳数万亿个微管。这就使得这台生物计算机在执行计算时,能耗只有传统计算机中电子的万分之一。有科学家说,新研发的生物计算机有效解决了计算机的能耗问题,有望在各领域崭露头角。
21世纪是人类科技快速发展的世纪,而生物计算机是计算机世界的“年轻一代”。生物计算机的主要构成部分是蛋白质分子,利用有机化合物存储数据,运行速度可令传统计算机望尘莫及。它能够自发调节生物机能,自动修复故障,以核酸分子作为“数据”,处理大量数据信息。随着生物计算机研究的深入,最新研制的新型生物计算机可对分子进行“编程”并执行细胞“命令”,从而能够更轻松地完成相关任务。
生物计算机缩减了传统计算机工作时间和能耗,但就实际工作而言还有很大差距。该类生物计算机依靠分子解决问题,分子数量多、微管数量也多,如若研究不充分,则容易导致微管在移动时“走错路”,进而导致计算出错。
相信不久的将来,超低能耗的生物计算机问世,能够解决人类计算面临的许多问题,实现耗能更低、运算更快、更易于操作等愿景。

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