有史以来最大的基于 DNA 的计算机可以计算平方根

由 DNA 逻辑门构成的试管电路可以计算 15 以内的数的平方根，利用 DNA 复制和序列结合进行计算。它的速度非常慢——一次计算可能需要长达 10 个小时——所以有机笔记本电脑并不在不久的将来。但真正的突破在于该系统如何实现对化学系统的控制。

根据今天发表的一篇新论文，加州理工学院的研究人员设计出了有史以来最复杂的生化电路。该电路使用 DNA 而不是电子晶体管来产生开关和/或信号，使计算机能够进行计算。

在典型的计算机中，晶体管让电子流进流出。DNA 计算机则使用短的单链 DNA 或部分双链 DNA 片段，这些片段被放置在装有盐水的试管中。加州理工学院的新闻稿解释说，这些链就像 DNA 双螺旋结构的触手一样伸出。DNA 分子在水中碰撞并结合在一起，产生并释放后代分子。这些后代分子就像传统芯片中的电子一样充当信号，它们在 DNA“门”之间移动，连接电路。

正如 Ars Technica 所解释的那样，成对的门可以根据观察到的输出分子创建与或逻辑。（查看 Ars Technica 的帖子，了解有关其工作原理的更详细说明。）

由博士后研究员 Lulu Qian 领导的研究人员可以对他们想要的任何 DNA 序列进行编码，因此他们可以完全控制 DNA 链的相互作用方式。

他们最大的计算机是一个 74 分子、四位电路，可以计算 15 以下任意数字的平方根，并将答案四舍五入为最接近的整数。为了得到答案，研究人员将使用荧光标记监测试管中输出分子的浓度。

这个过程需要很长时间，但速度并不是重点——利用这种方法，科学家最终可以设计出能够做出决定的生化途径。这种对化学反应的控制可以用于从制药到工业过程的任何领域。想象一下，嵌入皮肤的基于 DNA 的计算机芯片，在合适的时间释放药物，或者 DNA 计算机可以研究血液样本中某些分子的浓度并快速诊断疾病。

研究人员表示，该电路可以扩展到更大的 DNA 计算机。它们还可以通过调整所用的 DNA 类型或重新配置电路进行定制。

钱学森在新闻发布会上表示：“我们希望制造出越来越好的生化电路，能够完成更复杂的任务，驱动分子装置对环境做出反应。”这台计算机在今天的《科学》杂志上发表的一篇论文中进行了描述。

[Eurekalert、ComputerWorld]