Keyingi kompyuteringiz elektr tokini emas — suvni talab qilishi mumkin
Sizdan bir narsani tasavvur qilishingizni so'rayman: devorga ulanganda ishlaydigan kompyuter yo'q. Zaryadlash simi yo'q, akkumulyator yo'q, elektr hisobi yo'q. Agar shunday kompyuter allaqachon mavjud va u sizni yaratgan xuddi shu moddadan yasalganligini aytsam-chi?
Ha, to'g'ri eshitdingiz. Irlandiyadagi Maynooth universiteti olimlari DNK dan ishlaydigan kompyuter yaratdilar va bu sizning MacBook'ingizdan bunchalik uzoq.
DNK kompyuteri qanday ishlaydi?
Sizga savol berayotganimni bilaman: "DNK genetikada ishlatiladi, to'g'rimi? Internetni qanday ko'rasiz?"
Bu juda ham to'g'ri savol. Mana gapning mohiyati: odatiy kompyuterlar kremniy chip va tranzistorlardan foydalanadi — bu mayda açarlar yoqiladi va o'chadi. DNK kompyuterlari esa tamomila boshqacha yo'l tutadi. Elektr o'rniga kimyo ishlatiladi. Kremniy o'rniga esa tirik organizm qurish ko'rsatmalarini saqlovchi molekula ishlatiladi.
Ushbu mashinaning retsepti texnik jihatdan juda oddiy: suv, tuz, bir necha qisqa DNK iplari va hammasini bir joyga yig'uvchi uzun DNK asos. Bularni bir tomchi suvda aralashtiring — va trillionlab DNK iplari o'zaro ta'sir qila boshlaydi. Ular bir-biriga bog'lanadi, bukiladi, tartibga tushadi — va mana bu qiziq: ular hosil qilgan yakuniy shakl aslida siz hisoblayotgan masalaning javobidir.
Elektr yo'q. Ventilyator yo'q. Faqat molekulalar o'z ishini qiladi.
"Energetik jihatdan mos" holatlar
Bu tizimning aql bovar qilmaydigan tomoni shundaki — u hisoblashlarni juda zamonaviy usulda bajaradi. DNK kompyuteri fizikaning asosiy qoidasiga tayanadi: hamma narsa o'zining eng past energiya holatiga joylashishni xohlaydi. Tog'dan dumalab tushayotgan мяч ni tasavvur qiling — u doim pastki nuqtani o'zi topadi, hech kim itarib yubormaydi.
DNK iplari ham shunday ishlaydi. Ular asos bilan ta'sirlashadi va nihoyat eng kam energiya talab qiladigan konfiguratsiyaga joylashadi — ya'ni iplar orasida "mos kelmaydigan" joylar eng kam bo'ladi. Shu yakuniy, barqaror joylashuv — bu sizning matematik masalang javobi.
"Sistema eng nafis jihatlaridan biri shuki," — tadqiqotchilar ta'kidladi — "javobni topish uchun doimiy energiya sarflanmidi. Javob o'zi topadi."
Tezlik uning kuchli tomoni emas (va bu yaxshi)
DNK bilan ishlaydigan noutbuk haqida Orzular qilishdan oldin, aytib o'tishim kerak — bu narsa bizning o'lchovlarimiz bo'yicha sekin. Oddiy tenglamalar bir necha o'n soniyada, murakkab masalalar esa bir necha soatda bajariladi. Hm...
Olimlar o'z ixtirosini 700 xil hisoblashda sinab ko'rdilar — oddiy ko'paytirishdan murakkab mantiqiy amallargacha — va 95 foiz aniqlikka erishdilar. Suyultirilgan tupurqqa asoslangan kompyuter uchun yaxshi natija.
Lekin muhim jihat: tezlik — bu asosiy maqsad emas. Albatta, alohida DNK reaksiyasi sekin. Ammo mana nima qiziq...
Parallel qayta ishlash imkoniyati
Bitta DNK ipi masalani hal qilishda vaqt oladi. Ammo ajoyib tomoni shunda: trillionlab iplar bir vaqtning o'zida ishlaydi. Bu xato emas. Bir tomchi suvda milliardlab yoki hatto trillionlab DNK molekulasi bir vaqtda reaksiyaga kirishadi.
Bu informatika olimlari "parallel qayta ishlash" deb ataydigan narsadir va DNK kompyuterlari shu yerda juda yaxshi ko'rinadi. Oddiy kompyuterlar vazifalarni ketma-ket bajaradi. DNK kompyuterlari esa katta hajmdagi hisoblashlarni parallel bajaradi — bu esa ma'lum masalalar uchun nazariy jihatdan eng kuchli superkompyuterlarni ortda qoldirishi mumkin.
Shanxay Jiao Tong universitetining yaqinda o'tkazgan tadqiqotida DNK zanjirlari 100 milliarddan ortiq noyob konfiguratsiyani qo'llab-quvvatlashi ko'rsatildi. Shu raqamni bir daqiqaga o'ylab ko'ring.
Saqlash imkoniyatlari hayratlanarli darajada katta
Agar tezlik sizni hayratga solmasa, saqlash haqida nima deysiz? Tayyor bo'ling:
Bir kub santimetr DNK nazariy jihatdan bir trillion CD hajmidagi ma'lumotni saqlashi mumkin.
Bir trillion. CD.
Bizning eng yaxshi qattiq disklarimizni g'or devoridagi rasmlar singari ko'rsatadigan ma'lumot saqlash hajmlari haqida gapiryapmiz.
Bu nima bildiradi?
Sizga darhol sinov probirkasida ChatGPT da ishlaysiz, demayapman. DNK kompyuterlari sizning telefoningiz yoki noutbukingizni almashtirmaydi. Ular email tekshirish yoki video o'yinlar o'ynash uchun yaroqsiz bo'ladi.
Ammo meni chin qalbdan hayajonlantiradigan narsa: bu tadqiqot bir muhim narsani isbotlaydi. Hayot qurish uchun evolyutsiya tanlagan molekulalar axborotni qayta ishlash qobiliyatiga ega. Biz DNK ni oddiy saqlash vositasi sifatida emas, balki tabiat biologiyaga hisoblashni allaqachon qurib qo'yganini kashf etmoqdamiz.
Bitta tadqiqotchining so'zlaricha: "Bu osmon ko'k ilmiy tadqiqot. Biz kelajak qayerga borishini bilmaymiz."
Va to'g'risi, bu noma'lumlik — aynan shu uni shunday qiziqarli qiladi. Biz hayotning asosiy qismlari bizga texnologiya haqida tamomila yangicha o'ylashni o'rgatayotgan davrda yashayapmiz. Hisoblash bo'lsin, ma'lumot saqlash bo'lsin yoki hali tasavvur qilmagan narsa bo'lsin — DNK texnologiyadagi eng kutilmagan inqilob bo'lishi mumkin.
Shunday qilib, keyingi marta kimdir sizga ko'proq suv ichishingizni aytsa — unga aytingki, siz shunchaki kelajak kompyuteringizni suv bilan ta'minlayapsiz.