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小小天下
2026/09/20
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突破!全球首個DNA電腦問世!
愛爾蘭梅努斯大學的研究團隊近日在《自然》雜誌上發表了一項突破性成果,他們成功研製出一種名為“支架DNA電腦”(Scaffolded DNA Computer,簡稱SDC)的分子電腦,能夠在不消耗任何電力的情況下執行複雜的數學運算。這是目前最複雜、速度最快的分子電腦之一,為長期資料記憶體、節能計算以及未來可在細胞內運行的疾病檢測系統開闢了全新可能。 與傳統矽基電腦依靠電晶體切換電壓來表示0和1不同,這台DNA電腦利用遺傳鹼基對(A、T、C、G)的結合與解綁來處理資訊。研究人員採用DNA摺紙技術,設計了一條長的主DNA鏈和數百條較短的定製“釘”鏈。將這些DNA鏈放入含有少量水和鹽的試管中,經過加熱和冷卻,這些鏈會自組裝成一個高度有序的微觀計算網格,長鏈則充當結構支架。 計算程序被預先寫入DNA序列中。加熱提供的熱能啟動化學反應,促使DNA鏈重新排列。當分子自然趨向最穩定的結構狀態時,它們便完成了所程式設計的演算法,最終的結構即代表數學答案。研究團隊測試了10種不同的分子程序,包括加法、減法、乘法和除法,並成功完成了100位計算,證明了該系統能夠可靠處理複雜資料且不產生錯誤。由於整個計算過程受物理定律約束,系統無需任何糾錯軟體。 更重要的是,這種計算完全依靠化學反應驅動,不需要電力。這一特性在當前資料中心能耗急劇攀升的背景下意義重大。以研究團隊所在的愛爾蘭為例,2025年該國資料中心消耗了全國23%的電力。DNA電腦的零電力運行模式,為未來可持續計算提供了一條極具潛力的路徑。
科技
#DNA電腦
#分子計算
#零電力運算
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