Elektrik Değil Su İsteyen Bilgisayarlar Geliyor

Şöyle hayal et: Prize takılı olmayan bir bilgisayar. Şarj kablosu yok, batarya yok, elektrik faturası yok. Peki ya böyle bir bilgisayar zaten varolsaydı ve içinde taşıdığın her şeyi kodlayan aynı moleküllerden yapılmış olsaydı?

İrlanda'daki Maynooth Üniversitesi'nden bilim insanları tam da bunu başarmış. DNA'dan çalışan bir bilgisayar üretmişler. MacBook'undan ne kadar farklı olabileceğini tahmin bile edemezsin.

Peki Nasıl Çalışıyor Bu?

"DNA genetik işleri için değil mi? İnternet nasıl açacağız?" dediğini duyar gibiyim.

Haklısın. Klasik bilgisayarlar silikon çipler ve transistörler kullanıyor—bilgiyi işlemek için açılıp kapanan minicik anahtarlar. DNA bilgisayarları tamamen farklı bir yol izliyor. Elektrik yerine kimya, silikon yerine canlı organizmaların tüm talimatlarını taşıyan molekül kullanıyor.

Bu makineyi üretmek için gereken malzemeler oldukça sade: su, tuz, birkaç kısa DNA ipliği ve her şeyi bir arada tutan uzun bir iskelet DNA. Bunları tek bir su damlasında karıştırdığında trilyonlarca DNA ipliği etkileşmeye başlıyor. Bağlanıyorlar, katlanıyorlar, düzenleniyorlar ve işte asıl ilginç nokta: oluşan son şekil, çözmeye çalıştığın hesabın cevabı oluyor.

Elektrik yok. Vantilatör sesi yok. Sadece moleküller işlerini yapıyor.

Enerji Kazanma Takıntısı

Sistemin zekice yanı bu hesaplama biçiminde yatıyor. DNA bilgisayarı fiziğin temel bir ilkesine dayanıyor: her şey en düşük enerji durumuna ulaşmak istiyor. Bir topun yokuş aşağı yuvarlanması gibi düşün. Kimse itmese de en alçağa ulaşır.

DNA iplikleri de öyle çalışıyor. İskelete bağlanıyorlar ve sonunda en az "uyumsuzluk" gerektiren konfigürasyona yerleşiyorlar. O son, kararlı düzenleme senin matematik probleminin çözümü.

"Araştırma ekibi bunu şöyle açıklıyor: 'Sistemin en zarif yanı bu. Cevabı bulmak için sürekli enerji girişi gerektirmiyor. Cevap kendi kendini buluyor.'"

Hız Canavarı Değil (Ve Bu Önemli Değil)

DNA ile çalışan bir laptop hayalleri kurmadan önce şunu belirteyim: bizim standartlarımıza göre bu şey yavaş. Basit denklemler birkaç on saniye sürebilir. Karmaşık problemler? Birkaç saat. Evet, fena.

Araştırmacılar yaratıklarını 700 farklı hesaplama üzerinde test ettiler—basit çarpmadan karmaşık mantık işlemlerine kadar. Yüzde 95 doğruluk oranına ulaştılar. Tükrükten yapılmış bir bilgisayar için fena değil.

Ama mesele şu: ham hız asıl hedef değil. Tek DNA tepkimeleri yavaş, bu doğru. Ama işte burası ilginç hale geliyor...

Paralel İşlem Gücü

Bir DNA ipliği problemi çözerken aceleci davranmayabilir. Ama şu anki güzellik: trilyonlarca iplik aynı anda çalışabilir. Yanlış okumadın. Tek bir su damlasında milyarlarca, hatta trilyonlarca DNA molekülü aynı anda tepkimeye girebiliyor.

Bilgisayar bilimcilerinin "paralel işlem" dediği şey bu ve DNA bilgisayarları burada kusursuzlar. Klasik bilgisayarlar işleri sırayla (veya küçük gruplar halinde) işliyor. DNA bilgisayarlar devasa miktarda hesaplamayı paralel olarak halledebiliyor—bu da bazı problemler için teorik olarak en güçlü süper bilgisayarlarımızı geride bırakabilecekleri anlamına geliyor.

Shanghai Jiao Tong Üniversitesi'nden yeni bir çalışma, DNA devrelerinin 100 milyardan fazla benzersiz konfigürasyonu destekleyebildiğini gösterdi. Biraz o sayı üzerinde düşün.

Depolama Kapasitesi İmkansız Düzeyde

Hız yetmiyorsa, depolama alanı nasıl? Hazır ol:

Bir santimetreküp DNA teorik olarak bir trilyon CD'lik bilgi saklayabilir.

Bir trilyon. CD.

Veri depolama yoğunlukları en iyi sabit disklerimizi mağara yazısı gibi gösteriyor.

Bunun Anlamı

Sizi hemen test tüpünde ChatGPT çalıştırmaya davet etmiyorum. DNA bilgisayarları telefonunu veya dizüstü bilgisayarını değiştirmeyecek. E-posta kontrolü veya video oyunu gibi işlerde asla iyi olmayacaklar.

Ama beni gerçekten heyecanlandıran başka bir şey var: bu araştırma derin bir şeyi kanıtlıyor. Evrimin yaşamın şifrelerini depolamak için seçtiği aynı moleküller, bilgi işleme kapasitesine de sahip. DNA'yı sadece şık bir saklama ortamı olarak kullanmıyoruz—doğanın hesaplamayı biyolojinin yapısına zaten yerleştirdiğini keşfediyoruz.

Bir araştırmacının dediği gibi: "Bu mavi gökyüzü bilimi. Geleceğin bizi nereye götüreceğini bilmiyoruz."

Ve dürüst olmak gerekirse? Bu belirsizlik heyecan verici olanın parçası. Yaşadığımız çağda, yaşamın temel yapı taşları bize teknoloji hakkında tamamen yeni düşünme biçimleri öğretiyor. İster hesaplama olsun, ister veri depolama, ister henüz hayal bile edemediğimiz bir şey—DNA belki de on yıllardır gördüğümüz en beklenmedik devrim.

Birisi sana daha fazla su içmeni söylediğinde? Belki ona gelecekteki bilgisayarını nemlendirdiğini söyleyebilirsin.

Kaynak: Popular Mechanics