Компьютер на ДНК впервые одновременно хранил данные и решал судоку

Демонстрация показывает возможность использовать преимущества хранения данных в ДНК в реальных вычислительных системах.

Исследователи из Университета штата Северная Каролина и Университета Джонса Хопкинса продемонстрировали технологию, которая использует молекулы ДНК вместо традиционной электроники и обеспечивает работу вычислительной системы. Метод позволяет хранить, обрабатывать и перезаписывать данные.

Предыдущие решения на основе ДНК столкнулись с проблемой совмещения хранения данных и их использования для работы компьютера. Хотя молекулы считают перспективной системой для хранения данных, поясняют разработчики, долгое время преобладало мнение, что будет сложно или невозможно создать ДНК-технологию, которая охватывала бы весь спектр операций, используемых в традиционных электронных устройствах.

Для решения этой проблемы исследователи разработали мягкий полимерный материал, который действует как каркас для ДНК. Полимер можно обезвоживать для длительного хранения информации и регидратировать для ее извлечения.

Мы создали полимерные структуры, которые мы называем дендриколлоидами — они начинаются на микроуровне, но ответвляются друг от друга иерархическим образом, создавая сеть нановолокон. Эта морфология создает структуру с большой площадью поверхности, что позволяет нам размещать ДНК среди нанофибрилл, не жертвуя плотностью данных.

Технология позволяет хранить данные с невероятно высокой плотностью — 10 ПБ/см³ или 10 млн ГБ в пространстве размером с кусочек сахара. При этом дендриколлоид сохраняет информацию лучше, чем простая ДНК, и выдерживает более 170 циклов дегидратации и регидратации.

Чтобы записать информацию в ДНК, алгоритмы кодируют их в последовательности нуклеиновых кислот кода ДНК. Конкретные фрагменты информации извлекают с помощью молекул РНК, которые копируют данные из ДНК. Это означает, что для считывания не нужно разрушать ДНК, достаточно секвенировать РНК.

Новая система также позволяет производить вычисления непосредственно в ДНК, используя ферменты. Работу этого «компьютера» показали на примере решения простых шахматных задач и разгадывания судоку. Кроме того, тестирование показывает, что система может надежно хранить данные в течение тысяч лет без деградации ДНК, хранящей информацию.

Ранее «Хайтек» рассказывал об исследованиях по использованию молекул ДНК для создания центров хранения данных.


Читать далее:

Варп-двигатель из «Стартрека» существует, считают ученые: как его найти

Ученые нашли «секрет» Большого взрыва: это путь к новой физике

Ученые назвали последствия самой мощной геомагнитной бури: что ждет Землю

На обложке: Изображение от freepik, сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Юпитер оказался не таким, как считали ученые: открытие опровергает гипотезу о гиганте
Космос
Физики придумали, как найти новые измерения в пространстве
Наука
Посмотрите на первое фото кометы C/2024 G3 в России: она прилетает раз в 160 000 лет
Космос
Ученые нашли необычные частицы: их поведение невозможно объяснить обычной физикой
Наука
Байден запретит поставки ИИ-чипов в Россию: что ответила NVIDIA
Новости
300 млрд киловатт-часов: Китай строит крупнейшую в мире гидроэлектростанцию
Новости
Парниковые газы предложили хранить в стенах домов для борьбы с изменением климата
Наука
Ученые разгадали тайну, как древние птерозавры поднялись в воздух
Наука
Эксперимент показал, что фотоны света могут вести себя как частицы темной материи
Наука
ИИ создал крупнейшую базу данных фотографий северного сияния
Наука
Молекулы РНК превратили в «фонарики», чтобы отслеживать их работу в клетке
Наука
Европейский зонд показал северный полюс Меркурия в рекордных деталях
Космос
Посмотрите, как изменится внешний вид людей через 30 лет  
Наука
Посмотрите на первые фото Tesla Model Y без камуфляжа  
Новости
«Тостер» для смартфона обновляет зарядку гаджета за секунды
Новости
Гаджет, который научился читать мысли человека, показали на CES 2025
Новости
Эта камера будет снимать на Луне: Nikon представила прототип на CES 2025  
Новости
Ярчайший гамма-всплеск в истории связали с теорией струн и темной материей  
Новости
Наука в фокусе: кто и зачем делает научно-популярные видеоблоги в России
Кейсы
Telegram раскрыл данные о 2000 пользователях в после ареста Дурова
Новости