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
Посмотрите на рассвет над Андами: эти фото сделали из космоса
Космос
«Осколок инопланетного корабля» проверили в США: что выяснили ученые
Космос
В России разработали первый детектор для синхротрона СКИФ
Новости
Суперкомпьютер на основе NVIDIA и AMD запустили в работу: его мощность достигнет 500 Пфлопс
Новости
Китай научился засекать стелс-дроны с помощью спутников Starlink
Наука
Поведение ChatGPT вызвало тревогу у пользователей: что происходит
Новости
Темную материю предложили искать, наблюдая за колебаниями Марса
Космос
Суд ЕС отменил антимонопольный штраф в 1,5 млрд евро, наложенный на Google
Новости
Автоматическая установка произвела кислород из лунного грунта
Космос
Разработали «умный чокер», который помогает говорить людям без голоса
Новости
Анализ скелетов показал, когда подростки неолита достигали полового созревания
Наука
«Способную рассуждать» нейросеть OpenAI поймали на манипуляциях и лжи
Новости
Самый емкий в мире аккумулятор на 8 МВт·ч поместился в контейнер
Новости
Крупнейший в мире маховичный накопитель энергии заработал в Китае
Новости
Аналог Starlink создают в России: сколько будет стоить проект
Космос
Скоро в России начнут маркировать видеоигры: как и зачем это нужно
Новости
VK запускает платформу для создания ИИ без навыков программирования
Новости
Клетки рака перепрограммировали для борьбы с опухолями
Наука
Инженер-любитель собрал машину с двумя двигателями от самолета
Новости
Пациент с нейрочипом управляет голосовым помощником силой мысли
Наука