Ученые создали компьютер из ДНК, который научился играть в шахматы и судоку

Ученые разработали компьютер, сделанный из ДНК, который может решать простые шахматные задачи и головоломки судоку, а когда-нибудь может помочь продвинуть обучение моделей искусственного интеллекта.

Потенциальные преимущества компьютера, изготовленного из ДНК, перед традиционными компьютерами проявляются в различных формах.

Во-первых, компьютер ДНК, если его масштабировать, будет потреблять значительно меньше энергии. Во-вторых, они могут хранить огромные объемы информации в течение тысяч лет в микроскопически небольших объемах.

Нынешний недостаток компьютера из ДНК — это то, что “они, как правило, сосредотачиваются на хранении данных таким образом или на их использовании для вычислений, но делать и то, и другое одновременно оказалось сложно.”

Тем не менее, Альберт Кеунг с факультета химической и биомолекулярной инженерии Университета штата Северная Каролина и его коллеги создали компьютер, сделанный из ДНК, который более стабилен и пригоден для многократного использования, чем предыдущие вычислительные системы, использующие микрочастицы целлюлозы для хранения множества нитей ДНК одновременно.

Держатели ДНК напоминают разветвленные нервные клетки, что позволяет им очень плотно хранить данные, закодированные ДНК (10 000 терабайт на кубический сантиметр), но также защищать молекулы ДНК, сохраняя их стабильность в течение длительного периода времени. ДНК, хранящаяся таким образом в 4°C (39.2°F), должна оставаться неповрежденной в течение 6000 лет, говорит Кеунг.

Сделав это, Кеунг и его команда смогли предотвратить его разрушение во время вычислений, таких как решение простых шахматных задач и головоломок судоку.

Кеунг и его команда также использовали систему для решения простых шахматных задач и головоломок судоку на основе сетки 3 на 3. Они сделали это, загрузив каждую из примерно 1000 возможных конфигураций платы в микрочастицы ДНК, а затем транскрибируя их в РНК. Затем они использовали фермент для устранения любого раствора, который нарушал бы правила шахмат или судоку, оставляя после себя только действительные решения.

Если они смогут масштабировать эту систему, ее можно будет использовать для обучения ИИ и замены дорогих и энергоемких процессоров, которые используются сегодня.

Полный объем их исследований рассматривается в новом докладе, опубликованном в журнале Природа Нанотехнологии.

Ранее в этом году другая группа ученых создала ДНК-компьютер, который может собираться сам.

“В частности, мы разрабатываем набор из 917 плиток ДНК, которые могут самособираться тремя альтернативными способами, так что конкурентное зародышеобразование зависит от степени колокализации плиток высокой концентрации внутри трех структур,” написали исследователи.

“Мы надеемся, что люди, которым вообще не важна ДНК…, будут убеждены, что это новый способ вычислений,” отметил один из исследователей, Арвинд Муруган из Чикагского университета.