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长久以来,大众认知中的计算机,都离不开硅芯片、电路和持续供电。但近期《自然》杂志

长久以来,大众认知中的计算机,都离不开硅芯片、电路和持续供电。但近期《自然》杂志的一项研究,彻底打破了这一固有认知。爱尔兰梅努斯大学汉密尔顿研究所的科研团队,成功研制出一款全新DNA分子计算机,凭借生物分子运算体系,刷新了全球分子计算机的复杂度与速度纪录。
区别于传统设备的精密硬件架构,这台DNA计算机的构造极其简单:研究人员仅在试管中调配盐水、短段DNA片段与长链DNA支架,通过先加热、后冷却的简单操作,触发DNA分子自主相互作用,最终分子形成的特定结构,便是精准的计算结果。依托这套生物运算逻辑,设备可稳定实现加法、乘法、除法等多种数学运算,最高支持100比特计算,且能连续完成25次不同类型运算,可重复使用、稳定性优异。
低能耗是它最核心的颠覆性优势。传统硅基计算机运行全程需要持续供电、散热降温,而这款DNA计算机仅需少量热量即可启动运算,启动后无需持续输入任何能量,彻底摆脱电力依赖,是未来超低能耗算力的全新突破口。
团队开展的多组实测实验印证了设备的实用性:简单的“10+3”基础运算,仅需30秒就能完成;即便处理1100万至3400万区间的大范围数字加法,最长14小时也能精准输出结果。研究人员坦言,目前它的整体运算速度仍远落后于主流硅基计算机,但相较于所有已知同类DNA分子设备,性能实现了跨越式提升。
在科研团队看来,这项研究的核心价值,不止于造出一台高性能分子计算机,更在于拓宽了算力的边界。计算机不再局限于硅基硬件,生物分子同样可以承担精密计算任务,为新型计算体系的探索开辟了全新方向。
DNA分子计算系统应用前景广阔,一方面可依托低能耗、高稳定的特性,用于长期数据存储和超低功耗算力场景;另一方面可进一步迭代优化,开发出可在人体细胞内运行的分子设备,精准落地疾病检测、生物诊疗等医疗领域,解锁生物科技与算力融合的全新可能。