Каково Молекулярное Вычисление?
Молекулярное вычисление - общее обозначение для любой вычислительной схемы, которая использует отдельные атомы или молекулы как средство решения вычислительных проблем. Молекулярное вычисление наиболее часто связывается с вычислением ДНК, потому что это сделало большинство успехов, но это может также обратиться к квантовому вычислению или молекулярным логическим впускным литникам. Все формы молекулярного вычисления в настоящее время находятся в их ранней стадии развития, но в конечном счете, вероятно, заменят традиционные кремниевые компьютеры, которые переносят барьеры для более высоких уровней работы.
единственный килограмм углерода содержит 5 x 10 <глоток> 25 атомы. Вообразите, могли ли бы мы использовать только 100 атомов, чтобы сохранить сингл, захватывал, или выполните вычислительную операцию. Используя массивный параллелизм, молекулярное вычисление, взвешивающее только килограмм, могло обработать больше чем 10 <глоток> 27 операции в секунду, больше чем в миллиард раз быстрее чем today с лучший суперкомпьютер, который функционирует в приблизительно 10 <глоток> 17 операции в секунду. С настолько большей вычислительной властью мы могли достигнуть подвигов вычисления и моделирования, невообразимого нам сегодня.
Различные предложения по молекулярным компьютерам изменяются в принципах их действия. В вычислении ДНК ДНК служит программным обеспечением, тогда как ферменты служат аппаратными средствами. Синтезируемые обычаем нити ДНК комбинированы с ферментами в пробирке, и в зависимости от длины получающейся проволоки выхода, раствор может быть получен. Вычисление ДНК чрезвычайно сильно в своем потенциале, но страдает от главных недостатков. Вычисление ДНК неуниверсально, означая, что есть проблемы, которые оно не может, даже в принципе, решить. Это может только дать ответы "да или не" к вычислительным проблемам. В 2002, исследователи в Израиле создали компьютер ДНК, который мог выполнить 330 триллионов операций в секунду, больше чем в 100 000 раз быстрее чем скорость самого быстрого ПК в то время.
Другое предложение по молекулярному вычислению - квантовое вычисление. Квантовое вычисление использует в своих интересах квантовые эффекты, чтобы выполнить вычисление, и детали усложнены. Квантовое вычисление зависит от переохлажденных атомов, запертых в запутанных состояниях друг с другом. Основная проблема состоит в том, что как число вычислительных элементов (qubits) увеличения, становится прогрессивно более трудным изолировать квантовый компьютер от вещества на внешней стороне, вызывая это к decohere, отщепляя квантовые эффекты и вернув компьютер классическому состоянию. Это разрушает вычисление. Квантовое вычисление может все же быть разработано в практическое применение, но много физиков и программистов остаются скептичными.
Даже более продвинутый молекулярный компьютер включил бы наноразмерные логические впускные литники или nanoelectronic изделия проводящая обработка в более обычной, универсальной, и манере, которой управляют. К сожалению, мы в настоящее время испытываем недостаток в производственных возможностях, необходимых, чтобы изготовить такой компьютер. Наноразмерная робототехника, способная к размещению каждого атома в желаемой конфигурации, была бы необходима, чтобы понять этот тип молекулярного компьютера. Предварительные усилия разработать этот тип робототехники в стадии реализации, но главный прорыв мог занять десятилетия.