Ano ang molekular na computing?

Ang Molecular Computing ay isang pangkaraniwang termino para sa anumang computational scheme na gumagamit ng mga indibidwal na atoms o molekula bilang isang paraan ng paglutas ng mga problema sa computational.Ang molekular na computing ay madalas na nauugnay sa pag -compute ng DNA, dahil na ang pinaka -pag -unlad, ngunit maaari rin itong sumangguni sa quantum computing o molekular na logic gate.Ang lahat ng mga anyo ng molekular na computing ay kasalukuyang nasa kanilang pagkabata, ngunit sa katagalan ay malamang na palitan ang tradisyonal na mga computer ng silikon, na nagdurusa sa mga hadlang sa mas mataas na antas ng pagganap.

Ang isang solong kilo ng carbon ay naglalaman ng 5 x 10 ²⁵ atoms.Isipin kung maaari lamang nating gamitin ang 100 mga atomo upang mag -imbak ng isang solong bit o magsagawa ng isang computational operation.Gamit ang napakalaking paralelismo, ang isang molekular na computing na tumitimbang lamang ng isang kilo ay maaaring magproseso ng higit sa 10 ²⁷ Ang mga operasyon bawat segundo, higit sa isang bilyong beses nang mas mabilis kaysa sa pinakamahusay na supercomputer ngayon, na nagpapatakbo ng halos 10 ¹⁷ operasyon bawat segundo.Sa sobrang higit na kapangyarihan ng computational, makakamit natin ang mga feats ng pagkalkula at kunwa na hindi maisip sa amin ngayon.

iba't ibang mga panukala para sa mga molekular na computer ay nag -iiba sa mga prinsipyo ng kanilang operasyon.Sa DNA computing, ang DNA ay nagsisilbing software samantalang ang mga enzymes ay nagsisilbing hardware.Ang mga pasadyang naka-synthesize na mga strand ng DNA ay pinagsama sa mga enzymes sa isang test tube, at depende sa haba ng nagresultang strand ng output, maaaring makuha ang isang solusyon.Ang pagkalkula ng DNA ay napakalakas sa potensyal nito, ngunit naghihirap mula sa mga pangunahing disbentaha.Ang pagkalkula ng DNA ay hindi unibersal, na nangangahulugang may mga problema na hindi ito maaaring, kahit na sa prinsipyo, malutas.Maaari lamang itong ibalik ang oo-o-walang mga sagot sa mga problema sa computational.Noong 2002, ang mga mananaliksik sa Israel ay lumikha ng isang computer ng DNA na maaaring magsagawa ng 330 trilyon na operasyon bawat segundo, higit sa 100,000 beses na mas mabilis kaysa sa bilis ng pinakamabilis na PC sa oras.

Ang isa pang panukala para sa molekular na computing ay ang dami ng computing.Sinasamantala ng quantum computing ang mga epekto ng dami upang maisagawa ang pagkalkula, at kumplikado ang mga detalye.Ang dami ng computing ay nakasalalay sa mga supercooled atoms na naka -lock sa mga nakagagalit na estado sa isa't isa.Ang isang pangunahing hamon ay na habang ang bilang ng mga elemento ng computational (qubits) ay nagdaragdag, ito ay nagiging mas mahirap na i -insulate ang dami ng computer mula sa bagay sa labas, na nagiging sanhi ng pag -decohere, pagtanggal ng mga epekto ng dami at pagpapanumbalik ng computer sa isang klasikal na estado.Sinira nito ang pagkalkula.Ang pag -compute ng dami ay maaaring mabuo sa mga praktikal na aplikasyon, ngunit maraming mga pisika at siyentipiko ng computer ang nananatiling may pag -aalinlangan.Sa kasamaang palad, kasalukuyang kulang kami sa kakayahan ng pagmamanupaktura na kinakailangan upang mabuo ang naturang computer.Nanoscale robotics na may kakayahang ilagay ang bawat atom sa nais na pagsasaayos ay kinakailangan upang mapagtanto ang ganitong uri ng molekular na computer.Ang paunang pagsisikap upang mabuo ang ganitong uri ng mga robotics ay isinasagawa, ngunit ang isang pangunahing tagumpay ay maaaring tumagal ng mga dekada.