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
Чрезвычайно молодую планету нашли у звезды с «кривым» диском
Космос
Предложен способ навигации дронов без GPS: по «отпечаткам рельефа»
Новости
Ученые раскрыли тайну гигантских черных дыр ранней Вселенной
Космос
Microsoft и Atom Computing выпустят коммерческий квантовый компьютер в 2025 году
Новости
Создан робот-голубь, который летает как настоящая птица
Наука
На страницах тысячелетнего Голубого Корана нашли скрытый текст
Наука
Уязвимость ИИ: типы атак LLM-injection и способы защиты от них
Технологии
Intel случайно упомянула о планах по разработке ИИ-ускорителя
Новости
S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl вышел спустя 15 лет: цены, патчи, бесплатный контент и концовка
Новости
Посмотрите, как прототип космоплана Aurora разогнали до 1,1 Маха 
Новости
Российских айтишников обяжут преподавать в вузах: кого это коснется
Новости
Киберспорт в России сегодня: плюсы и минусы разных бизнес-моделей
Мнения
Одинокого дельфина нашли в Балтийском море: он «разговаривает» сам с собой
Наука
Физики обнаружили сразу три формы хаоса
Наука
Российского хакера экстрадировали в США за создание вируса-вымогателя
Новости
Ученые впервые раскрыли форму короны черной дыры
Космос
Названы сроки запуска аналога Apple Pay в России
Новости
В России придумали, как искать телефонных мошенников по голосу
Новости
Лазерную связь в космосе предложили использовать, чтобы фотографировать черные дыры
Космос
Чат-бот Google научили запоминать пользователей
Новости